Американский национальный стандарт
Обозначение: А 351/А 351М-90
Стандартные Технические условия
на отливки из аустенитных, аустенито-ферритных (дуплексных) сталей для деталей работающих под давлением
Этот стандарт одобрен для применения в учреждениях Министерства Обороны США.
1 Область применения
1.1 Данные ТУ распространяются на отливки из аустенитных, аустенито-ферритных (дуплексных) сталей для клапанов, фланцев, фитингов и других деталей, работающих под давлением (Примечание 1).
Примечание 1: ТУ А 261/А 261М распространяются на отливки для деталей из углеродистой стали, работающих под давлением, а ТУ А 217/А 217М на отливки из низколегированной стали.
1.2 В данные ТУ включен ряд аустенитных и аустенитно-ферритных сталей для отливок. Так как эти марки стали имеют разные характеристики, для пригодности их к работе в условиях коррозии и при высоких температурах заказчик обязан определить марку стали, которую ему должен поставить изготовитель. Выбор требуемой марки стали зависит от конструкции изделия и условий его работы, механических свойств и коррозионной стойкости, жаропрочности сталей.
1.2.1 Из-за термической нестабильности марок сталей CE20N, CF3A, CF3MA и СF8A, эти стали не рекомендуется применять для работы при температурах выше 800°F[425°C].
1.2.2 Вследствие хрупкости фаз, марку стали CD4NCu не применять для работы при температурах свыше 600°F[316°C].
1.3 Значения, заданные или в единицах дюйм-фунт или в системе СИ, должны рассматриваться, как два отдельных Стандарта (ТУ) (А 351 и А 351М (метрический)). В тексте ТУ, единицы СИ указаны в скобках. Величины, указанные в каждой системе не являются в точности равными по величине; следовательно, каждая система должна применяться отдельно от другой. Смешение величин из двух разных систем может привести к несоответствию с данными ТУ.
2 Нормативные ссылки
2.1 В настоящем Стандарте использованы ссылки на следующие стандарты ASTM:
А351/А351М – ТУ на отливки из аустенитных, аустенитно-ферритных (дуплекс) сталей для деталей, работающих под давлением.
А370 - Испытания и методы определения механических свойств изделий из стали.
А488/А488М – Порядок использования стальных отливок, сварка, аттестация технологических процессов и персонала.
А703/А703М – ТУ на стальные отливки. Общие требования для деталей, работающих под давлением.
Е 165 – Методика капиллярного контроля.
Е709 – Руководство по магнитопорошковому контролю.
2.2 Стандарт MSS по изготовлению клапанов и фитингов:
SP-55 – Стандарт по качеству стальных отливок для клапанов, фланцев, фитингов и др. элементов трубопроводов (Визуальный метод контроля).
3 Общие условия поставки
3.1 Материал, поставляемый по данным ТУ должен соответствовать требованиям ТУ А703/А703М, включая любые дополнительные требования, которые указываются в заказе. Несоответствие общим требованиям ТУ А703/А703М считается и несоответствием требованиям настоящих ТУ. В случае противоречия между требованиями настоящих ТУ и ТУ А703/А703М преобладает действие данных ТУ.
3.2 Дополнительное требование S11 по проведению термообработки после ремонта заваркой может задаваться заказчиком, когда отливки из аустенитных сталей (кроме сталей НК, НТ илиST12C) будут работать в жестких условиях коррозии.
4 Информация для заказа изделий
4.1 Заявка или заказ должны включать следующее:
4.1.1 чертеж отливки или номер образца отливки (допуски должны быть указаны на чертеже отливки);
4.1.2 марку стали;
4.1.3 варианты замены (выбора) в ТУ и желаемые дополнительные требования, включая стандарты по приемке изделий.
4.1.4 Желаемые дополнительные требования, включая стандарты по приемке изделий.
5 технологический процесс изготовления стали
5.1 Сталь выплавляется в электропечах с/или без отдельного процесса рафинирования, такого, как аргонно-кислородное обезуглероживание (англ. Аббр. AOD).
6 термообработка
6.1 Все отливки должны термообрабатываться при температурах, указанных в Табл. 1, с последующей закалкой в воде или быстрым охлаждением любым способом, кроме указанного.
Примечание 2: Соответствующая термообработка этих сплавов необходима для повышения коррозионной стойкости, а в некоторых случаях, для удовлетворения требований в отношении мехсвойств. Указаны минимальные температуры для термообработки; однако, чтобы повысить коррозионную стойкость и улучшить мехсвойства, необходимо, иногда, термообрабатывать при более высоких температурах, выдерживать при этих температурах некоторое минимальное время, а затем быстро охлаждать отливку.
7 химический состав
7.1 Сталь должна соответствовать химическому составу, указанному в Табл. 2.
8 Мехсвойства стали при расстяжении
8.1 Сталь для изготовления отливок должна соответствовать требованиям по прочности при растяжении, заданным в Табл. 3
9 Качество отливок
9.1 Качество поверхности отливки контролировать визуально и поверхность должна быть без песка, окалины, трещин и горячих разрывов. Допустимые дефекты сплошности поверхности должна удовлетворять требованиям стандартов по визуальному контролю, указанным в заказе. Допускается применять для определения поверхностных дефектов, несплошности и качества отделки стандарт SP-55 «Визуальный контроль» или другие стандарты. Недопустимые видимые поверхностные дефекты должны быть удалены, а их удаление проверено внешним осмотром.
9.2 Если нужен дополнительный контроль, то можно указать в заказе дополнительных требований S5, S6 и S10.
9.3 Отливки нельзя чеканить, ставить в них заглушки (пробки) или подвергать пропитке, чтобы обеспечить их плотность.
10 ремонт отливок заваркой
10.1 При исправлении дефектов (ремонтах) применять аттестованные техпроцессы и аттестацию сварщиков, в соответствии со стандартом А488/А488М «Порядок работы».
10.2 Ремонт заваркой должен контролироваться по тем же стандартам, контроля качества, согласно которым проверяются отливки. Если отливки изготавливаются с учетом дополнительного требования S5, заварка дефектов на отливках, которые потекли при гидростатическом испытании, или в которых глубина любого углубления, подготовленного для заварки превышает 20% толщины стенки или 1’’ [25мм] (любое меньшее из этих значений) или на которых площадь углубления, подготовленного для заварки, больше, чем 10кв.дюймов [65см2], должна контролироваться радиографическим методом, согласно тех же стандартов по которым контролируются отливки. Если отливки изготавливаются с учетом дополнительного требования S6, указанного в заказе, заварка дефектов должна контролироваться методом капиллярного контроля.
Примечание 3: Если отливки из аустенитной стали должны применяться в условиях значительной коррозии, заказчик должен указать это в своем заказе и такие отливки должны термообработать на твердый раствор после всех ремонтов (исправлений дефектов) заваркой.
11 ключевые слова
аустенитные нержавеющие стали; дуплексная нержавеющая сталь; детали, работающие под давлением; нержавеющая сталь; стальные отливки.
Таблица 1 Требования по термической обработке
Марка стали |
Температура, минимум |
|
°F |
°С |
|
НК30, НК40, НТ30, СТ15С |
в литом виде |
|
CF3, CF3A, CF8, CF8A, CF3M, CF3MA, CF8M, CF3MN, CG3M, CF10, CF10M, CG8M, CD4MCu |
1900 |
1040 |
CF10SMnN, CF8C, CF10MC |
1950 |
1065 |
CD3MWCuN |
2010 |
1100 |
CN7M, CG6MMN, CE8MN |
2050 |
1120 |
СK3MCuN, CN3MN, CH8, CH10, CH20, CK20 |
2100 |
1150 |
CE20NA |
2225 |
1220 |
AМарка стали должна калиться в воде или отливки могут охлаждаться в печи до 2050°F[1220°С], затем выдерживаться 15 мин., не менее, и затем закаливаться в воде или быстро охлаждаться любыми способами.
Таблица 2 Требования к химическому составу стали
Примечание 1: Вольфрам в Таблице 2 является новым элементом
Содержание хим. элементов, % (макс.) |
Марка стали |
||||||
CF3 |
CF8 |
CF3M |
CF8M |
CF3MN |
CF8C |
CF10 |
|
Углерод |
0,03 |
0,08 |
0,03 |
0,08 |
0,03 |
0,08 |
0,04-0,10 |
Марганец |
1,50 |
1,50 |
1,50 |
1,50 |
1,50 |
1,50 |
1,50 |
Кремний |
2,00 |
2,0 |
1,50 |
1,50 |
1,50 |
2,00 |
2,00 |
Сера |
0,040 |
0,40 |
0,040 |
0,40 |
0,40 |
0,040 |
0,40 |
Фосфор |
0,040 |
0,40 |
0,040 |
0,40 |
0,40 |
0,040 |
0,40 |
Хром |
17,0-21,0 |
18,0-21,0 |
17,0-21,0 |
18,0-21,0 |
17,0-21,0 |
18,0-21,0 |
18,0-21,0 |
Никель |
8,0-12,0 |
8,0-11,0 |
9,0-13,0 |
9,0-12,0 |
9,0-13,0 |
9,0-12,0 |
8,0-11,0 |
Молибден |
0,50 |
0,50 |
0,50 |
2,0-3,0 |
2,0-3,0 |
0,50 |
0,50 |
Ниобий |
… |
… |
… |
… |
… |
B |
… |
Ванадий |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
Азот |
… |
… |
… |
… |
0,10-0,20 |
… |
… |
Медь |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
Вольфрам |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
Железо |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
Продолжение Таблицы 2
Содержание хим. элементов, % (макс.) |
Марка стали |
||||||
CF10M |
CH8 |
CH10 |
CH20 |
CK20 |
HK30 |
HK40 |
|
Углерод |
0,04-0,10 |
0,08 |
0,04-0,10 |
0,04-0,20 |
0,04-0,20 |
0,25-0,35 |
0,35-0,45 |
Марганец |
1,50 |
1,50 |
1,50 |
1,50 |
1,50 |
1,50 |
1,50 |
Кремний |
1,50 |
1,50 |
2,00 |
2,00 |
1,75 |
1,75 |
1,75 |
Сера |
0,40 |
0,40 |
0,40 |
0,40 |
0,40 |
0,40 |
0,40 |
Фосфор |
0,40 |
0,40 |
0,40 |
0,40 |
0,40 |
0,40 |
0,40 |
Хром |
18,0-21,0 |
22,0-26,0 |
22,0-26,0 |
22,0-26,0 |
23,0-27,0 |
23,0-27,0 |
23,0-27,0 |
Никель |
9,0-12,0 |
12,0-15,0 |
12,0-15,0 |
12,0-15,0 |
19,0-22,0 |
19,0-22,0 |
19,0-22,0 |
Молибден |
2,0-3,0 |
0,50 |
0,50 |
0,50 |
0,50 |
0,50 |
0,50 |
Ниобий |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
Ванадий |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
Азот |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
Медь |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
Вольфрам |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
Железо |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
Продолжение Таблицы 2
Содержание хим. элементов, % (макс.) |
Марка стали |
||||||
HT30 |
CF10MC |
CN7M |
CN3MN |
CD4MCu |
CE8MN |
CG6MMN |
|
Углерод |
0,25-0,35 |
0,10 |
0,07 |
0,03 max |
0,04 |
0,08 |
0,006 |
Марганец |
2,00 |
1,50 |
1,50 |
2,00 max |
1,00 |
1,00 |
4,00-6,00 |
Кремний |
2,50 |
1,50 |
1,50 |
1,00 max |
1,00 |
1,50 |
1,00 |
Сера |
0,40 |
0,40 |
0,40 |
0,010 max |
0,04 |
0,040 |
0,030 |
Фосфор |
0,40 |
0,40 |
0,40 |
0,040 max |
0,04 |
0,040 |
0,040 |
Хром |
13,0-17,0 |
15,0-18,0 |
19,0-22,0 |
20,0-22,0 |
24,5-26,5 |
22,5-25,5 |
20,50-23,50 |
Никель |
33,0-37,0 |
13,0-16,0 |
27,5-30,5 |
23,5-25,5 |
4,75-6,00 |
8,0-11,0 |
11,50-13,50 |
Молибден |
0,50 |
1,75-2,25 |
2,0-3,0 |
6,0-7,0 |
1,75-2,25 |
3,0-4,5 |
1,50-3,00 |
Ниобий |
… |
C |
… |
… |
… |
… |
0,10-0,30 |
Ванадий |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
0,10-0,30 |
Азот |
… |
… |
… |
0,18-0,26 |
… |
0,10-0,30 |
0,20-0,40 |
Медь |
… |
… |
3,0-4,0 |
0,75 max |
2,75-3,25 |
… |
… |
Вольфрам |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
Железо |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
Продолжение Таблицы 2
Содержание хим. элементов, % (макс.) |
Марка стали |
||||||
CG8M |
CF10SMnN |
CT15 |
CK3MCuN |
CE20N |
CG3M |
CD3MWCuNA |
|
Углерод |
0,08 |
0,10 |
0,05-0,15 |
0,025 |
0,20 |
0,03 |
0,03 |
Марганец |
1,50 |
7,00-9,00 |
0,15-1,50 |
1,20 |
1,50 |
1,50 |
1,00 |
Кремний |
1,50 |
3,50-4,50 |
0,50-1,50 |
1,00 |
1,50 |
1,50 |
1,00 |
Сера |
0,04 |
0,030 |
0,03 |
0,010 |
0,040 |
0,04 |
0,025 |
Фосфор |
0,04 |
0,060 |
0,03 |
0,045 |
0,040 |
0,04 |
0,030 |
Хром |
18,0-21,0 |
16,0-18,0 |
19,0-21,0 |
19,5-20,5 |
23,0-26,0 |
18,0-21,0 |
24,0-26,0 |
Никель |
9,0-13,0 |
8,0-9,0 |
31,0-34,0 |
17,5-19,5 |
8,0-11,0 |
9,0-13,0 |
6,5-8,5 |
Молибден |
3,0-4,0 |
… |
… |
6,0-7,0 |
0,50 |
3,0-4,0 |
3,0-4,0 |
Ниобий |
… |
… |
0,50-1,50 |
… |
… |
… |
… |
Ванадий |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
Азот |
… |
0,08-0,18 |
… |
0,18-0,24 |
0,08-0,20 |
… |
0,20-0,30 |
Медь |
… |
… |
… |
0,50-1,00 |
… |
… |
0,5-1,0 |
Вольфрам |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
0,5-1,0 |
Железо |
… |
… |
… |
… |
Bal |
… |
… |
А .
В В марке стали CF8Cсодержание ниобия должно быть в 8 раз больше, чем содержание углерода, но не более 1%
С В марке стали CF10МC содержание ниобия должно быть в 10 раз больше, чем содержание углерода. но не более 1,20%
Таблица 3 Механические свойства сталей при растяжении
Параметр |
Марка стали |
|||||||
CF3 |
CF3A |
CF8 |
CF8A |
CF3M |
CF3MA |
CF8M |
CF3MN |
|
Предел прочности, psi[МПа] |
70 [485] |
77 [530] |
70 [485] |
77 [530] |
70 [485] |
80 [550] |
70 [485] |
75 515] |
Предел текучестиА, psi[МПа] |
30 [205] |
35 [240] |
30 [205] |
35 [240] |
30 [205] |
37 [255] |
30 [205] |
37 [255] |
Удлинение 2-х дюймов [50мм], %В |
35,0 |
35,0 |
35,0 |
35,0 |
30,0 |
30,0 |
30,0 |
35,0 |
Относительное сужение, min, % |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
Продолжение Таблицы 3
Параметр |
Марка стали |
|||||||
CF8C |
CF10 |
CF10M |
CH8 |
CH10 |
CH20 |
CK20 |
HK30 |
|
Предел прочности, psi[МПа] |
70 [485] |
70 [485] |
70 [485] |
65 [450] |
70 [485] |
70 [485] |
65 [450] |
65 [450] |
Предел текучестиА, psi[МПа] |
30 [205] |
30 [205] |
30 [205] |
28 [195] |
30 [205] |
30 [205] |
28 [195] |
35 [240] |
Удлинение 2-х дюймов [50мм], %В |
30,0 |
35,0 |
30,0 |
30,0 |
30,0 |
30,0 |
30,0 |
10,0 |
Относительное сужение, min, % |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
Продолжение Таблицы 3
Параметр |
Марка стали |
|||||||
HK40 |
HT30 |
CF10MC |
CN7M |
CN3MN |
CD4MCu |
CE8MN |
CG6MMN |
|
Предел прочности, рsi[МПа] |
62 [425] |
65 [450] |
70 [485] |
62 [425] |
80 [550] |
100 [690] |
95 [655] |
85 [585] |
Предел текучестиА, рsi[МПа] |
35 [240] |
28 [195] |
30 [205] |
25 [170] |
38 [260] |
70 [485] |
65 [450] |
42,5 [295] |
Удлинение 2-х дюймов [50мм], %В |
10,0 |
15,0 |
20,0 |
35,0 |
35,0 |
16,0 |
25,0 |
30,0 |
Относительное сужение, min, % |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
Продолжение Таблицы 3
Параметр |
Марка стали |
||||||
CG8M |
CF10SMnN |
CT15 |
CK3MCuN |
CE20N |
CG3M |
CD3MWCuNA |
|
Предел прочности, рsi[МПа] |
75 [515] |
85 [585] |
63 [435] |
80 [550] |
80 [550] |
75 [515] |
100 [700] |
Предел текучестиА, рsi[МПа] |
35 [240] |
42,5 [295] |
25 [170] |
38 [260] |
40 [275] |
35 [240] |
65 [450] |
Удлинение 2-х дюймов [50мм], %В |
25,0 |
30,0 |
20,0 |
35,0 |
30,0 |
25,0 |
25,0 |
Относительное сужение, min, % |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
АОпределить или по методу остаточной деформации, равной 0,2%.
В Если при испытании на растяжение используются образцы типа ICI, как предусмотрено в ТУ А 703/А 703М, то отношение длины образца к приведенному диаметру должно быть 4:1.
Дополнительные требования
Следующие дополнительные требования не должны применяться, если они не указаны в заказе на покупку стали.
Список стандартных дополнительных требований, выбираемых заказчиком, включен в стандарт ТУ А703/А703М. Ниже приведены дополнительные требования, которые соответствуют только данному стандарту. Другие дополнительные требования, перечисленные в стандарте А703/А703М, могут быть использованы по согласованию с исполнителем и заказчиком.
S2 |
Испытания с разрушением образца |
S5 |
Радиографический контроль |
S6 |
Капиллярный контроль |
S10 |
Контроль подготовки (предварительной обработки сварного шва) |
S10.1 |
Метод проведения магнито-порошкового контроля или капиллярного контроля должен быть по стандартам Е 709 «Руководство по магнито-порошковому контролю» и Е165. |
S11 |
Термообработка после ремонта заваркой |
S11.1 |
Все отливки из аустенитной стали, кроме марок сталей НК, НТ и СТ5С, на которых дефекты были исправлены заваркой, должны быть термообработаны после заварки дефектов. |
Центр бизнес консалтинга «ЯРКОНСАЛТ» создан для оказания консультационных и практических услуг начинающим предпринимателям, индивидуальным предпринимателям, организациям малого и среднего бизнеса, а также любым физическим лицам имеющих вопросы по тематике работы центра.
Кадровый консалтинг. Подбор персонала. Рекламный и маркетинговый консалтинг. Аналитика. Интернет PR. IT-консалтинг. Управленческий консалтинг. Социологические услуги. Статистика. Семинары, тренинги, обучение. Консультации по охране труда, пожарной безопасности, ГО и ЧС. Система менеджмента качества.