1. Az ASTM A638 és minőségi jelölések hatálya
K: Beszerzési listánkon az "ASTM A638 Grade 660" körrudakra van szükség a magas hőmérsékletű rögzítőelemekhez-. Az összeállítás másik részéhez szükségünk van Incoloy 825 rudakra is. Az ASTM A638 lefedi az A-286-ot és a 825-öt is?
A:Ez egy kritikus megkülönböztetés, amely gyakran zavart okoz a beszerzésben. Az ASTM A638 egy speciális szabvány, amely elsősorban lefediegy meghatározott ötvözetkémia, általános nevén A-286 (UNS S66286). Nem vonatkozik a 800-as, 825-ös vagy 925-ös ötvözetre a szokásos értelemben.
Íme az ASTM A638 hatókör bontása:
ASTM A638/A638M:Ez a szabványos specifikáció a „Csapadékban keményedő vasbázisú szuperötvözet rudak, kovácsolt anyagok és kovácsolt alapanyagok magas hőmérsékletű{0}}szolgáltatáshoz” szabvány előírásai.
660. évfolyam:Ez az ASTM A638-on belüli speciális minőségjelölés, amely megfelel az A-286-nak (kémia: Fe-25Ni-15Cr-2Ti-1Mo-0,3V). Ez a leggyakrabban erre a specifikációra gyártott minőség.
Egyéb fokozatok:A szabvány tartalmazza a 651-es, 652-es, 653-as stb. fokozatokat is, de ezek ugyanannak az A-286-os alapvető kémiának a változatai, kisebb hőkezelési eltérésekkel vagy nyomelem-szabályozással.
Mi van a 800-zal, 825-tel és 925-tel?
800. ötvözet (UNS N08800):Ez egy szilárd-oldattal erősített ötvözet, nem pedig csapadékkal-edzhető ötvözet (kivéve, ha ez a 800H vagy 800HT változat, amely továbbra is szilárd-oldat- és keményfém-erősítésre támaszkodik, nem pedig csapadékos keményítésre, mint az A-286). Általában erre van rendelveASTM B408(bár) illASTM B407(cső).
825. ötvözet (UNS N08825):Ez is elsősorban szilárd{0}}oldatötvözet, amelyet korrózióállóságra használnak, bár hideg munkával mérsékelten megerősíthető. El van rendelveASTM B425(bár).
925. ötvözet (UNS N09925):Ezvancsapadékkal{0}}edzhető ötvözet, hasonló az A-286-hoz. Általában azonban el van rendelveASTM B805(a csapadékkal edzhető nikkelötvözet rudak szabványa) illAPI 6ACRAolajmező szolgálatra.
Iparági gyakorlat:
Ha rúdra van szüksége egy magas hőmérsékletű kötőelemhez (például egy turbinacsavarhoz), amely nagy szilárdságot igényel 1200 F-ig, akkor rendeljenASTM A638 Grade 660 (A-286). Ha rúdra van szüksége egy vegyszerszivattyú (825-ös ötvözet) korrózióálló-tengelyéhez, rendeljenASTM B425. Ezeknek a specifikációknak a keverése a tervezett szolgáltatáshoz rossz mechanikai tulajdonságokat és kémiát eredményez.
2. Magas{1}}hőmérsékletű rögzítőelemek (A-286 / 660-as fokozat)
K: Miért az A-286 (660-as fokozat) az ASTM A638-ig az alapértelmezett szabvány a kipufogórendszerek, turbinaházak és autóturbófeltöltők nagy szilárdságú csavarozására, nem pedig a 304-es vagy 316-os rozsdamentes acélra?
A:Az A-286 (ASTM A638 Grade 660) magas hőmérsékletű kötőelemek kiválasztását a szorító terhelés (előfeszítés) magas hőmérsékleten való fenntartásának szükségessége vezérli.stressz relaxációs ellenállás. A szabványos ausztenites rozsdamentes acélok ebben a tekintetben meghibásodnak, mivel nem edzhetők csapadékkal.
A 304/316 korlátozás:
A szabványos 304-es és 316-os rozsdamentes acélokat izzítják vagy hidegen-megmunkálják. Ha csavarként használják körülbelül 427 °F (800 °F) felett, akkor regenerálódnak és átkristályosodnak. Megszűnik a hideg munka, amely erejüket adta, a csavar meglágyul, és az előfeszítés is elveszik, ami tömítések szivárgásához vagy a csatlakozás szétválásához vezet.
Az A-286 előnye (ASTM A638):
Az A-286 egy vas-nikkel-króm ötvözet, amelynek erejétcsapadék keményedés (öregedés), nem hideg munka.
Gamma Prime ( ′ ′) erősítése:A titán (2,0%) és alumínium (0,35%) hozzáadása lehetővé teszi, hogy az anyag finom intermetallikus fázist (Ni3TiAl) csapjon ki az öregedés során. Ezek a részecskék még magasabb hőmérsékleten is blokkolják a diszlokációs mozgást.
Mechanikai tulajdonságok:A megoldással{0}}kezelt és öregített állapotban (ASTM A638 szerint) az A-286 jellemzően a következőket éri el:
Szakítószilárdság: 130-150 ksi (896-1034 MPa)
Termelési szilárdság: 85-100 ksi (586-690 MPa)
Ezek a tulajdonságok körülbelül 704 fokig fennmaradnak.
Hőstabilitás:A hidegen{0}}megmunkált anyagokkal ellentétben az A-286 csapadéka termikusan stabil. A csavar nem fog spontán meglágyulni pusztán azért, mert felforrósodik.
Iparági trend:
Az autóipari turbófeltöltőkben és a kipufogócsatorna csavarozásában az ASTM A638 Grade 660 nagyrészt felváltotta a gyengébb -minőségű rozsdamentes acélokat. Biztosítja a szükséges szorítóerőt a tömítés sértetlenségének megőrzéséhez több ezer hőcikluson keresztül, megakadályozza a kipufogógáz-szivárgást és biztosítja a károsanyag-kibocsátás megfelelőségét.
3. Korrózióálló tengely (825 és 925 ötvözet)
K: Tenger alatti működtető szerkezetet és felszíni vegyszer-befecskendező szivattyút tervezünk. Mindkettőhöz nikkelötvözet rudak szükségesek. Miért válasszuk az ASTM B425-öt (825-ös ötvözet) a szivattyútengelyhez, de az ASTM B805-öt (925-ös ötvözet) a működtető tengelyhez, és miben hasonlítanak az A-286-hoz?
A:Ez a forgatókönyv tökéletesen illusztrálja a különbséget az anyag kiválasztása közöttvizes korrózióállóság(vegyszerszivattyúk) versussavanyú szolgáltatás nagy szilárdsággal(tenger alatti működtetők). Míg az A-286 (ASTM A638) kiváló hőkezelésre, gyakran nem ez az első választás szobahőmérsékletű kloridos vagy szulfidos környezetben az Incoloy-változatokhoz képest.
825. ötvözet (UNS N08825) az ASTM B425 szerint:
Erősítő mechanizmus:Elsősorban szilárd{0}}megoldás megerősítve. Általában lágyított állapotban használják.
Erő:Közepes (a hozam ~35-60 ksi állapottól függően).
Miért érdemes vegyszerszivattyú tengelyét?Az Alloy 825 rendkívül ellenálló a korrozív anyagok széles skálájával szemben, beleértve a kénsavat, foszforsavat és kloridokat. A szivattyú tengelye folyamatosan a technológiai közegben van. A prioritás a lyukképződés és az általános korrózió megelőzése, nem pedig a maximális szilárdság elérése. A 825-ös szilárdság elegendő a szivattyú tengelyének torziós terheléseihez.
925. ötvözet (UNS N09925) az ASTM B805 szerint:
Erősítő mechanizmus:Csapadékkal edzhető (hasonlóan az A-286-hoz, de magasabb Ni- és Mo-tartalommal a korrózió miatt).
Erő:Magas (hozam 85-100+ ksi elöregedett állapotban).
Miért egy Subsea aktuátor?A tenger alatti működtetők nagy szilárdságot igényelnek a nagy tolóerő létrehozásához, de tengervíznek és gyakran savanyú termelési folyadékoknak (H₂S) is ki vannak téve. Az Alloy 925-öt kifejezetten úgy tervezték, hogy megfeleljen a NACE MR0175/ISO 15156 szabványnak, a mechanikai alkatrészekhez szükséges magas folyáshatár elérése mellett. A 825-ös ötvözet lágyított állapotában túl lágy a működtető szerkezet nagy feszültségű mechanikai alkatrészeihez.
Összehasonlítás az A-286-tal:
Az A-286 (ASTM A638) jó szilárdságú, de csak ~15% krómot és ~1% molibdént tartalmaz. Súlyos kloridos vagy alacsony pH-jú környezetben érzékenyebb a lyukképződésre, mint 825 vagy 925. Ezértnedvesvegyi szolgálat, a 825/925-öt előnyben részesítik az A-286-tal szemben.
4. Hőkezelési és megmunkálási szempontok
K: ASTM A638 Grade 660 (A-286) kerek rudakat vásároltunk a karimák megmunkálásához. A rúd nagyon nehezen megmunkálható. Milyen hőkezelési állapotot kérjünk a malomtól a megmunkálhatóság optimalizálása érdekében, és mit tegyünk a megmunkálás után?
A:Ez gyakori kihívás a csapadékkal{0}}keményedő ötvözetek esetében. A hőkezelési állapot, amelyben a rudat megrendeli, kritikus fontosságú a költséghatékony megmunkálás- szempontjából. Az ASTM A638 lehetővé teszi, hogy az anyagot különböző körülmények között szállítsák, és ennek megértése kulcsfontosságú az üzlethelyiség fejfájásának csökkentésében.
A két általános ellátási feltétel:
Lágyított oldat (A feltétel):A rudat ~1800°F-ra (980°F) melegítették és lehűtötték. Ebben az állapotban a keményítő elemek oldatban vannak. Az anyag viszonylag puha (kb. . 20-25 HRC), és a legjobb megmunkálhatósággal rendelkezik.Ezt a feltételt kell kérni a durva megmunkáláshoz.
Lágyított és érlelt oldat (B feltétel):A rudat oldattal kezelték, majd ~1325 °F-on (718 °C) 16 órán át érlelték. Ez kicsapja a gamma-prímet, és eléri a teljes szilárdságot (kb. . 30-35+ HRC). Ebben az állapotban az anyag lényegesen keményebb és koptatóbb a szerszámoknál. A megmunkálás ebben az állapotban nehéz és költséges.
Az optimális munkafolyamat:
Beszerzés:Rendelje meg a rudat az ASTM A638-ra, megadva"Solution Enaled Condition (A feltétel)."
Nagyoló megmunkálás:A megmunkálás nagy részét (esztergálás, fúrás, menetvágás) lágy, izzított állapotban végezze. Ez meghosszabbítja a szerszám élettartamát, és gyorsabb anyagleválasztást tesz lehetővé.
Öregedési hőkezelés:A megmunkálás után az alkatrészeket ki kell küldeni a csapadékkeményedési (öregedési) hőkezelésre. Az A-286 szabványos ciklusa jellemzően 1325 °F ± 15 °F 16 órán át, majd levegőhűtés.
Megmunkálás befejezése:Az öregedés után nagyon könnyű vágásra vagy csiszolásra lehet szükség, hogy kijavítsák a hőkezelés okozta torzulásokat.
Ipari megjegyzés:
Ha „elöregedett” állapotban vásárolja meg a rudat (B feltétel), és bonyolult karimákat próbál megmunkálni, fennáll annak a veszélye, hogy a szerszám túlzott kopása és a drága anyagok esetleges selejtezése a megmunkálási -feszültségi repedés következtében.
5. Beszerzés és nyomon követhetőség a kritikus szolgáltatásokhoz
K: ASTM A638 Grade 660 körrudakat szerezünk be a kritikus repülőgép-hajtóművekhez. A szabványos malom tanúsítvány a kémiát és a szakítószilárdságot mutatja. Ez elegendő, vagy további tesztelésre van szükség a teljesítmény biztosítása érdekében?
A:Repülési és kritikus energiatermelési alkalmazások esetén a szabvány ASTM A638 malomtanúsítvány gyakran csak a kiindulópont. A kritikus szolgáltatások beszerzésének „új trendje” magában foglalja azon tulajdonságok további ellenőrzését, amelyekre az alapspecifikáció nem garantál teljes mértékben.
A szabványos tanúsítvány hiányosságai:
Az ASTM A638 szakítóvizsgálatot igényel szobahőmérsékleten. A sugárhajtómű-tartók esetében azonban az anyagnak magas hőmérsékleten és tartós terhelés mellett is működnie kell.
További beszerzési követelmények (a "Kiegészítések"{0}}):
Szakítószilárdsági vizsgálat emelt hőmérsékleten:
Meg kell határoznia, hogy a szakítóvizsgálatot a maximális tervezési hőmérsékleten (pl. 1200 F/649°) kell elvégezni. Bár az ötvözetről ismert, hogy megőrzi szilárdságát, a fajlagos hőteljesítmény hőmérsékleti ellenőrzése döntő fontosságú a tervezési megengedett értékek szempontjából.
Stressz-szakadásteszt:
Ez a legkritikusabb teszt a magas hőmérsékletű kötőelemeknél{0}}. A rúdhőből származó mintát meghatározott hőmérsékleten (pl. 100 ksi 1200 F-on) specifikus feszültségnek vetik alá, és megmérik a szakadási időt. Az ASTM A638-nak valójában van egy kiegészítő követelménye (S1) a feszültség-szakadási teszteléshez. Erre hivatkoznod kell.
Követelmény:A mintának jellemzően 100 óránál tovább kell bírnia repedés nélkül, bizonyítva a megfelelő csapadék keményedési reakciót.
Szemcseméret és mikrostruktúra:
Adjon meg egy ASTM E112 szemcseméret-követelményt (általában #5 vagy finomabb az A-286 esetében), hogy biztosítsa az állandó mechanikai tulajdonságokat és az ultrahangos ellenőrizhetőséget.
Kérje annak ellenőrzését, hogy nincsenek-e olyan káros fázisok (például Laves-fázis vagy szigmafázis), amelyek rideggé tehetik az anyagot.
Ultrahangos vizsgálat (ASTM E2375):
A forgó alkatrészek esetében kritikus a belső szilárdság. Adja meg, hogy a kerek rudakat ultrahanggal ellenőrizni kell egy adott osztály (pl. AA vagy A osztály) szerint, hogy ne legyenek belső porozitások vagy zárványok.
Iparági gyakorlat:
Az űrrepüléshez általában rendelni kellAMS 5731vagyAMS 5737(amelyek az ASTM A638 repülési megfelelői, de szigorúbb ellenőrzésekkel és kötelező szemcseméret/szakadási vizsgálattal). Ha az ASTM A638-at használja alapspecifikációként, a megbízott mérnöki szakértőnek „testre kell szabnia” a specifikációt úgy, hogy hozzáadja ezeket a kiegészítő követelményeket a beszerzési rendeléshez.
