CD3MN不锈钢特性与标准解读

　　CD3MN不锈钢（ASTM A890-4A/UNS J93380）详解

　　一、材料概述

　　CD3MN（ASTM A890-4A/UNS J93380）是铸造双相不锈钢的代表牌号，属于第二代双相不锈钢的铸造版本。该材料通过铸造工艺直接成型，兼具铸造工艺灵活性和双相不锈钢的优异性能，广泛应用于泵阀、叶轮等复杂形状部件。

　　二、核心特性

　　1. 物理机械性能

　　性能指标典型值测试标准

　　密度7.7 g/cm³ASTM A890

　　抗拉强度690-895 MPaASTM A370

　　屈服强度450-550 MPaASTM A370

　　延伸率20-25%ASTM A370

　　硬度（HB）240-290ASTM E10

　　冲击韧性（-46℃）≥54 JASTM A370

　　耐点蚀当量（PREN）34-37计算公式

　　2. 耐腐蚀性能

　　氯化物环境：耐点蚀能力优于CF8M（铸造316）

　　应力腐蚀：在含Cl⁻介质中抗SCC能力显著优于奥氏体不锈钢

　　均匀腐蚀：在≤20%硫酸、≤30%磷酸中表现良好

　　特殊介质：耐海水腐蚀性能优异

　　CD3MN不锈钢（ASTM A890-4A/UNS J93380）详解

　　一、材料概述

　　CD3MN（ASTM A890-4A/UNS J93380）是铸造双相不锈钢的代表牌号，属于第二代双相不锈钢的铸造版本。该材料通过铸造工艺直接成型，兼具铸造工艺灵活性和双相不锈钢的优异性能，广泛应用于泵阀、叶轮等复杂形状部件。

　　二、核心特性

　　1. 物理机械性能

　　性能指标典型值测试标准

　　密度7.7 g/cm³ASTM A890

　　抗拉强度690-895 MPaASTM A370

　　屈服强度450-550 MPaASTM A370

　　延伸率20-25%ASTM A370

　　硬度（HB）240-290ASTM E10

　　冲击韧性（-46℃）≥54 JASTM A370

　　耐点蚀当量（PREN）34-37计算公式

　　2. 耐腐蚀性能

　　氯化物环境：耐点蚀能力优于CF8M（铸造316）

　　应力腐蚀：在含Cl⁻介质中抗SCC能力显著优于奥氏体不锈钢

　　均匀腐蚀：在≤20%硫酸、≤30%磷酸中表现良好

　　特殊介质：耐海水腐蚀性能优异

　　S31803化学成分：

　　C：≤0.030

　　Mn：≤2.00

　　Si：≤1.00

　　p：≤0.030

　　S：≤0.020

　　Cr：22.0～23.0

　　Ni：4.5～6.5

　　Mo：3.0～3.5

　　N：0.14～0.20

　　三、典型应用领域

　　1. 泵阀行业

　　化工流程泵壳体（符合API 610标准）

　　海水淡化高压泵叶轮（工作压力≥6MPa）

　　球阀阀体（符合API 6D标准）

　　2. 石油天然气

　　油气分离器铸造部件

　　井下工具铸造件

　　管道系统铸造三通

　　3. 环保工程

　　烟气脱硫系统喷淋头

　　污水处理泵过流部件

　　垃圾焚烧炉排渣系统

　　四、热处理工艺

　　1. 标准热处理

　　固溶处理：1050-1120℃×1h/25mm + 水淬

　　稳定化处理：850-900℃×2h（可选）

　　2. 焊后热处理

　　必要性：当焊接热输入＞1.5kJ/mm时必须进行

　　工艺参数：1100℃×1h+水淬

　　效果：消除σ相，恢复耐蚀性

　　五、加工与焊接

　　1. 机械加工指南

　　切削参数：

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　　- 车削：VC=60-100m/min，f=0.1-0.2mm/r

　　- 铣削：VC=50-80m/min，fz=0.05-0.1mm/tooth

　　- 钻削：VC=15-25m/min，f=0.05-0.1mm/r

　　刀具选择：

　　：硬质合金（K10-K20）

　　精加工：CBN刀具

　　2. 焊接关键技术

　　参数TIG焊MIG焊MMA焊

　　焊材ER2209ER2209E2209

　　电流DCENDCEPDCEN

　　热输入0.5-1.0kJ/mm0.8-1.5kJ/mm0.8-1.2kJ/mm

　　层间温度≤150℃≤150℃≤150℃

　　六、材料对比分析

　　特性CD3MNCF8MCE3MNCW2M

　　强度对比1.5倍CF8M基准1.2倍CF8M1.8倍CF8M

　　耐海水腐蚀★★★★☆★★☆☆☆★★★☆☆★★★★★

　　铸造性能★★★★☆★★★★★★★★☆☆★★☆☆☆

　　相对成本指数1.81.02.02.5

　　七、使用限制与对策

　　温度限制：

　　长期使用温度≤250℃

　　短期峰值≤300℃

　　避免475℃脆化区（300-525℃）

　　铸造缺陷控制：

　　需进行PT/RT检测（ASTM E165/E186标准）

　　补焊需采用配套焊材

　　配套材料选择：

　　螺栓配套：应选用ASTM A193 B8M

　　密封垫片：优先选用柔性石墨垫片

　　八、国际认证情况

　　压力容器：ASME Section VIII Div.1

　　泵阀标准：API 610/API 6D

　　腐蚀标准：NACE MR0175/ISO 15156

　　欧盟认证：PED 2014/68/EU

　　九、选型建议

　　CD3MN是铸造双相不锈钢的材料，特别适用于：

　　需要复杂铸造形状的耐蚀部件

　　替代CF8M可显著延长使用寿命（2-3倍）

　　兼顾耐蚀性和强度的泵阀类产品

　　注：铸造过程中需严格控制铁素体/奥氏体相比例（40-60%）

　　化学成分：

　　C：≤0.030

　　Mn：≤2.00

　　Si：≤1.00

　　p：≤0.030

　　S：≤0.020

　　Cr：22.0～23.0

　　Ni：4.5～6.5

　　Mo：3.0～3.5

　　N：0.14～0.20

　　三、典型应用领域

　　1. 泵阀行业

　　化工流程泵壳体（符合API 610标准）

　　海水淡化高压泵叶轮（工作压力≥6MPa）

　　球阀阀体（符合API 6D标准）

　　2. 石油天然气

　　油气分离器铸造部件

　　井下工具铸造件

　　管道系统铸造三通

　　3. 环保工程

　　烟气脱硫系统喷淋头

　　污水处理泵过流部件

　　垃圾焚烧炉排渣系统

　　四、热处理工艺

　　1. 标准热处理

　　固溶处理：1050-1120℃×1h/25mm + 水淬

　　稳定化处理：850-900℃×2h（可选）

　　2. 焊后热处理

　　必要性：当焊接热输入＞1.5kJ/mm时必须进行

　　工艺参数：1100℃×1h+水淬

　　效果：消除σ相，恢复耐蚀性

　　五、加工与焊接

　　1. 机械加工指南

　　切削参数：

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　　- 车削：VC=60-100m/min，f=0.1-0.2mm/r

　　- 铣削：VC=50-80m/min，fz=0.05-0.1mm/tooth

　　- 钻削：VC=15-25m/min，f=0.05-0.1mm/r

　　刀具选择：

　　：硬质合金（K10-K20）

　　精加工：CBN刀具

　　2. 焊接关键技术

　　参数TIG焊MIG焊MMA焊

　　焊材ER2209ER2209E2209

　　电流DCENDCEPDCEN

　　热输入0.5-1.0kJ/mm0.8-1.5kJ/mm0.8-1.2kJ/mm

　　层间温度≤150℃≤150℃≤150℃

　　六、材料对比分析

　　特性CD3MNCF8MCE3MNCW2M

　　强度对比1.5倍CF8M基准1.2倍CF8M1.8倍CF8M

　　耐海水腐蚀★★★★☆★★☆☆☆★★★☆☆★★★★★

　　铸造性能★★★★☆★★★★★★★★☆☆★★☆☆☆

　　相对成本指数1.81.02.02.5

　　七、使用限制与对策

　　温度限制：

　　长期使用温度≤250℃

　　短期峰值≤300℃

　　避免475℃脆化区（300-525℃）

　　铸造缺陷控制：

　　需进行PT/RT检测（ASTM E165/E186标准）

　　补焊需采用配套焊材

　　配套材料选择：

　　螺栓配套：应选用ASTM A193 B8M

　　密封垫片：优先选用柔性石墨垫片

　　八、国际认证情况

　　压力容器：ASME Section VIII Div.1

　　泵阀标准：API 610/API 6D

　　腐蚀标准：NACE MR0175/ISO 15156

　　欧盟认证：PED 2014/68/EU

　　九、选型建议

　　CD3MN是铸造双相不锈钢的材料，特别适用于：

　　需要复杂铸造形状的耐蚀部件

　　替代CF8M可显著延长使用寿命（2-3倍）

　　兼顾耐蚀性和强度的泵阀类产品

　　注：铸造过程中需严格控制铁素体/奥氏体相比例（40-60%）