CD4MCu-Duplex-Edelstahlguss: Was Sie wissen müssen

Was ist CD4MCu?

Ein Duplex-Edelstahl, der nur gegossen werden kann

CD4MCu ist ein Duplex-Edelstahl, der aus Ferrit- und Austenitphasen besteht und nach ASTM A890-Spezifikation als Gusslegierung hergestellt wird. Als Gegenstück in der Schmiedelegierung dient Alloy 255 (Ferralium 255 / UNS S32550).

Das Besondere an dieser Gusslegierung ist ihr Kupfergehalt, eine bewusste Zusammensetzungswahl, die deutliche Vorteile sowohl in Bezug auf die Korrosionsbeständigkeit als auch auf die mechanischen Eigenschaften mit sich bringt.

Chemische Zusammensetzung von CD4MCu

Die Leistungsfähigkeit von CD4MCu beruht auf seiner sorgfältig abgestimmten chemischen Zusammensetzung – wobei Kupfer das Schlüsselelement ist, das es von anderen Gießmaterialien unterscheidet.

Mechanische Eigenschaften von CD4MCu

Diese Werte machen CD4MCu zu einer hochfesten Alternative zu herkömmlichen austenitischen Stählen:

Hauptmerkmale von CD4MCu-Gussteilen

Hohe Festigkeit und Härte

CD4MCu bietet eine etwa doppelt so hohe Streckgrenze wie Edelstahl 316L und eine Härte von 230–280 HB. Für Ihre Gussteile bedeutet dies eine höhere Beständigkeit gegenüber hohen Druckbelastungen und abrasivem Verschleiß.

Überlegene Korrosionsbeständigkeit

Mit einem PREN-Wert (Pitting Resistance Equivalent Number) von 30–34 bietet CD4MCu eine hohe Beständigkeit gegen Chlorid-Lochfraß. Seine Duplexstruktur sorgt zudem für eine inhärente Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion (SRK), eine häufige Schadensart in chloridreichen Umgebungen, der herkömmliche austenitische Stähle nicht standhalten.

Kupferverstärkte Leistung

Der Kupfergehalt (2,75–3,25%) unterscheidet CD4MCu von anderen Duplex-Sorten und bietet eine einzigartige Beständigkeit gegenüber reduzierenden Säuren wie verdünnter Schwefelsäure und Phosphorsäure – eine Eigenschaft, die man bei kupferfreien Duplex-Sorten wie 2205 nicht findet.

CD4MCu-Äquivalentmaterial: Querverweis für verschiedene Güteklassen

CD4MCu ist in verschiedenen Normen unter unterschiedlichen Bezeichnungen bekannt. Wenn Sie Gussteile beschaffen oder eine Zeichnung vergleichen, finden Sie hier die gängigsten Entsprechungen.

Vergleich mit anderen Gussmaterialien

CD4MCu vs. CF8M

Sie kennen CF8M – das ist der Standard-Austenitstahl, der in den meisten Gießereien täglich gegossen wird. Er ist gut korrosionsbeständig, bietet aber ohne dicke Wandstärken nicht die nötige Festigkeit für Hochdruck- oder abrasive Anwendungen. CD4MCu hingegen bietet eine etwa doppelt so hohe Streckgrenze, sodass Sie dünnere Wände und leichtere Gussteile konstruieren können, ohne die Lebensdauer der Bauteile zu beeinträchtigen.

CD4MCu vs. CD3MN

Wenn Sie mit 2205 vertraut sind, wissen Sie bereits, dass CD3MN das entsprechende Gussmaterial ist – ideal für chloridhaltige Umgebungen, gute Festigkeit und vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Bei abrasiven oder erosiven Medien stößt CD3MN jedoch an seine Grenzen. CD4MCu bietet eine höhere Härte und einen besseren Oberflächenschutz, sodass Ihre Gussteile auch unter anspruchsvollen Bedingungen länger halten.

CD4MCu vs. CD4MCuN

Auf älteren Zeichnungen findet sich möglicherweise noch die Bezeichnung CD4MCu, der Standard hat sich jedoch weiterentwickelt. Der moderne Ersatz ist CD4MCuN. Dabei wird der ursprünglichen kupferhaltigen Legierung Stickstoff (0,10–0,251 TP3T) hinzugefügt, was die Zähigkeit, Schweißbarkeit und Lochfraßbeständigkeit deutlich verbessert. Falls in Ihrer Zeichnung CD4MCu angegeben ist, gießen wir das Bauteil als CD4MCuN, um Ihnen ein zuverlässigeres Endprodukt zu liefern.

CD4MCu vs. CN7M (Legierung 20)

CN7M ist als Gussäquivalent von Alloy 20 bekannt – der bevorzugten Wahl für den Einsatz in heißer Schwefelsäure. Als austenitischer Stahl ist er jedoch wenig beständig gegen Spannungsrisskorrosion und abrasiven Verschleiß. CD4MCu bietet beides und zusätzlich Beständigkeit gegen reduzierende Säuren zu einem günstigeren Preis – so erhalten Sie eine längere Lebensdauer unter erosiven Bedingungen ohne die hohen Kosten.

Gängige Anwendungsbereiche für kundenspezifische CD4MCu-Gussteile

Dank dieser kombinierten Eigenschaften – hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Verschleißschutz – findet CD4MCu breite Anwendung in folgenden anspruchsvollen Bereichen:

Pumps

Wenn Ihre Pumpe chloridhaltiges Meerwasser oder abrasive Schlämme fördert, bietet Ihnen CD4MCu ein Gussteil, das Korrosion und Verschleiß gleichzeitig entgegenwirkt. Deshalb fertigen wir diese Komponenten routinemäßig für anspruchsvolle Anwendungen im Bereich der Flüssigkeitsförderung:

• Pumpenkörper und Gehäuse
• Laufräder
• Voluten
• Trage Ringe
• Rückenfutter

Ventile

Für Ventilanwendungen, bei denen CF8M durch Spannungsrisse oder Lochfraß versagt, bietet CD4MCu eine bewährte Alternative. Unsere Gussteile halten dort stand, wo herkömmliche austenitische Werkstoffe versagen.

• Ventilkörper
• Motorhauben
• Discs
• Sitze
• Stecker

Weitere wichtige Komponenten

Neben Pumpen und Ventilen liefern wir CD4MCu-Gussteile für Anlagen, die sowohl Korrosion als auch mechanischer Beanspruchung ausgesetzt sind:

• Mischwellen und Rührflügel
• Flansche und Fittings
• Komponenten des Rauchgasentschwefelungssystems
• Teile für die Schlammförderung

Wie wir die Qualität Ihrer CD4MCu-Gussteile kontrollieren

Prozessauswahl, die auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten ist

CD4MCu verfestigt sich schnell, was umfangreiches CNC-Fräsen extrem kostspielig macht. Wir wählen Gießverfahren, die endkonturnahe Formen ermöglichen, um Ihr Bearbeitungsbudget zu schonen.

• Feinguss (Silikat-Sol): Ideal für komplexe, dünnwandige Bauteile wie Laufräder und Ventilscheiben. Erzeugt glatte Oberflächen (Ra 3,2 – 6,3 μm) direkt aus der Form und macht so eine aufwendige Profilbearbeitung überflüssig.
• Harzsandguss: Am besten geeignet für große Pumpengehäuse (>50 kg). Um der hohen Volumenschrumpfung von CD4MCu (1,5–2,01 TP3T) entgegenzuwirken, entwickeln wir kundenspezifische Anguss-Systeme mit exothermen Steigleitungen, um innere Schrumpfungshohlräume zu vermeiden.

Metallurgische Kontrollmaßnahmen zur Erhaltung der Leistung

Die Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit von CD4MCu beruhen auf seiner ausgewogenen Ferrit-Austenit-Struktur – diese Struktur kann jedoch leicht verloren gehen, wenn die Kühlung nicht kontrolliert wird. Deshalb achten wir besonders auf zwei Dinge:

• Wärmebehandlung: Jedes Gussteil wird bei 1100–1140 °C lösungsgeglüht und innerhalb von 30 Sekunden in das Abschreckbad überführt. So wird verhindert, dass die Legierung im Bereich der Versprödung verbleibt. Dies gewährleistet die langfristige Stabilität Ihres Gussteils.
• Phasenbalance: Wir passen den Chrom- und Nickelgehalt während des Schmelzprozesses an, um ein Ferrit-Austenit-Gemisch von 50:50 zu erreichen. Dieses Gleichgewicht verleiht Ihren Gussteilen sowohl hohe Festigkeit als auch Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion im Einsatz.

Qualitätsprüfung, auf die Sie sich verlassen können

Jede Charge wird geprüft – nicht stichprobenartig, nicht nach Annahme. Folgendes überprüfen wir an Ihren Gussteilen:

• Chemie & Ferrit: Wir prüfen den Kupfergehalt (2,75–3,25%), den Molybdängehalt (1,75–2,25%) und den Ferritgehalt (40–60%) mit Hilfe kalibrierter Instrumente und metallographischer Querschnittsuntersuchungen – damit Ihr Material die von Ihnen bestellte Spezifikation erfüllt.
• Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP): Eindringprüfung aller kritischen Durchflusskanäle. Röntgenprüfung hochbelasteter Bereiche auf Anfrage. Druckprüfung von Ventil- und Pumpengehäusen. Wir führen diese Prüfungen durch, damit Sie sich keine Sorgen um versteckte Mängel machen müssen.
• Vollständige Rückverfolgbarkeit: Jedes Gussteil ist mit einer Chargennummer versehen. Sie erhalten mit Ihrer Bestellung ein vollständiges Prüfzertifikat – so haben Sie alle Unterlagen, die Sie bis zur Schmelze zurückverfolgen können.

Abschluss

CD4MCu bietet Ihnen Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, die herkömmliche Gussteile nicht bieten – egal ob Sie mit Meerwasser, Säuren oder abrasiven Schlämmen arbeiten. Wir von YTD Casting sind darauf spezialisiert, aus dieser Legierung zuverlässige Sonderbauteile herzustellen. Senden Sie uns Ihre Zeichnungen, und wir finden die optimale Lösung für Ihr Projekt.