1. K: Mis on ASTM A638 ulatus ja kuidas see rakendub nikli-põhistele sulamist ümarvarrastele, nagu Incoloy A-286, 800, 825 ja 925?
A: ASTM A638on standardspetsifikatsioon roostevabast terasest ja niklisulamitest varraste, varraste ja sepiste "kuum-külm- ja külmtöödeldud-viimistletud vanus-". See hõlmab konkreetselt materjale, mida saab tugevdada sademetega kõvenemise (vanuse-kõvenemise) kuumtöötlusega. Kuigi standardi pealkiri viitab roostevabale terasele, hõlmab see mitmeid nikli{6}}põhiseid supersulameid, mille kõrge temperatuuri{7}tugevus on saadud intermetalliliste faaside kontrollitud sadestamisest.
ASTM A638 alusel tavaliselt tarnitavad sulamid hõlmavad järgmist:
A-286 (UNS S66286): raud-nikli-kroomisulam, millele on lisatud molübdeeni, titaani ja alumiiniumi. Seda tugevdavad gammaprime (Ni₃(Al,Ti)) sademed ja seda kasutatakse laialdaselt kõrge temperatuuriga kinnitusdetailide, turbiini komponentide ja reaktiivmootori osade jaoks, mis nõuavad kuni 700 kraadi tugevust.
Incoloy 800 (UNS N08800): Kuigi Incoloy 800 on peamiselt tahke -lahusega tugevdatud sulam, tarnitakse seda mõnikord ASTM A638 alusel, kui see on määratletud vanus{3}}karastavas seisundis. Siiski on oluline märkida, et Incoloy 800 ei ole oma olemuselt sademe{6}}kõvenemine; vanus-karastav variant on tavaliseltIncoloy 800Hvõi800HT, millel on kontrollitud süsinikusisaldus ja mis võivad sademete hulga tugevneda.
Incoloy 825 (UNS N08825): nikli-raua-kroomisulam molübdeeni, vase ja titaani lisanditega. Incoloy 825 on sademega-karastav ja seda saab vananedes-karastada, et saavutada paremad mehaanilised omadused, mistõttu see sobib suure-tugevusega rakendusteks söövitavas keskkonnas.
Incoloy 925 (UNS N09925): Spetsiaalselt sulami 825 sademega{0}}karastava versioonina konstrueeritud Incoloy 925 on kuumtöödeldud, et saavutada kõrge voolavuspiir (tavaliselt 110–130 ksi), säilitades samas suurepärase vastupidavuse sulfiidsete pingekorrosioonipragude ja hapugaasi keskkonnale.
ASTM A638 kehtestab nõuded keemilise koostise, tõmbeomaduste (nii lahusega töödeldud kui ka vanandatud tingimustes), tera suuruse ja mittepurustavate katsete kohta. Spetsifikatsioon lubab nii kuum--- kui ka külmtöödeldud--valmistoodete vorme, kusjuures ümarvardad on tavaliselt saadaval diameetriga, mis ulatub väikesest varda suurusest (alla 1-tolline) kuni suurte vardavarudeni, mis on üle 8-tollise, olenevalt konkreetsest sulamist ja veski võimalustest.
2. K: Millised on iga Incoloy klassi -A-286, 800, 825 ja 925 eristatavad omadused ja tüüpilised kasutusalad – kui need tarnitakse ASTM A638 alusel ümarlati või vardana?
A:Kõik need nikli{0}}põhised sulamid pakuvad ainulaadset kombinatsiooni mehaanilistest omadustest, korrosioonikindlusest ja termilisest stabiilsusest. Nende erinevuste mõistmine on konkreetse tööstusliku rakenduse jaoks sobiva materjali valimisel oluline.
A-286 (UNS S66286):See sulam on raua{0}}põhine supersulam, mis sisaldab ligikaudu 25% niklit, 15% kroomi, molübdeeni, titaani ja alumiiniumi. See on sademe{4}}kõvendamine kahe-astmelise vanandamisega, et saavutada voolavuspiir 90–110 ksi või rohkem. A-286-l on erakordne tõmbetugevus kõrgel temperatuuril, roomamiskindlus ja oksüdatsioonikindlus kuni 1300 kraadi F (700 kraadi). A-286 ümarvarraste ja varraste levinumad rakendused hõlmavad järgmist:gaasiturbiinmootori komponendid(turbiini labad, kettad ja võllid),kõrge temperatuuriga{0}}kinnitused(poldid, mutrid ja naastud lennunduses ja autotööstuses),järelpõleti komponendidjaülelaaduri osadsuure jõudlusega{0}}mootorite jaoks.
Incoloy 800 (UNS N08800) ja 800H/800HT:Need sulamid sisaldavad ligikaudu 32–35% niklit ja 19–23% kroomi, mis tagab suurepärase vastupidavuse oksüdatsioonile, karburiseerumisele ja kõrgel temperatuuril{4}}korrosioonile. Incoloy 800 on tahke -lahusega tugevdatud ja seda kasutatakse tavaliselt lõõmutatud olekus. Variantidel "H" ja "HT" on kontrollitud süsinikusisaldus (0,05–0,10%) ja peenem teraline struktuur, et suurendada roomamistugevust. ASTM A638 alusel võidakse need sulamid määrata rakenduste jaoks, mis nõuavad kõrget temperatuuritugevust ja korrosioonikindlust. Tüüpilised rakendused hõlmavad järgmist:soojusvaheti torud ja torustik(kui tarnitakse äärikute ja liitmike vardana),ahju komponendid, naftakeemia reformitorudjatuumaaurugeneraatori komponendid.
Incoloy 825 (UNS N08825):38–46% niklit, 19,5–23,5% kroomi ning molübdeeni, vaske ja titaani sisaldav Incoloy 825 pakub silmapaistvat vastupidavust redutseerivatele ja oksüdeerivatele hapetele, eriti väävel- ja fosforhappele. Kuigi seda kasutatakse sageli lahusega lõõmutatud-tingimustes, saab seda tugevdada, et saavutada suurem tugevus. Incoloy 825 ümarlattide rakendused hõlmavad järgmist:pumba võllid ja klapivarredkeemilises töötlemises,kinnitusdetailid happeteeninduseks, puurkaevude tööriistad hapugaasi kaevude jaoksjakomponendid peitsimisel.
Incoloy 925 (UNS N09925):See sulam on põhiliselt sulami 825 sademe{0}}karastatud versioon, millele on lisatud titaani ja alumiiniumi, mis võimaldavad vananemise{2}}karastamist, mille tugevus ületab 110 ksi (760 MPa). See säilitab Alloy 825 suurepärase korrosioonikindluse, pakkudes samal ajal oluliselt paremaid mehaanilisi omadusi. Incoloy 925 ümarlattide tüüpilised rakendused on järgmised:aukude korpus ja torudhapugaasi (H2S/CO₂) keskkondade jaoks,ülitugevad{0}}kinnitusedveealuste ja avamere rakenduste jaoks,pumba võllid ja klapikomponendidmis nõuavad nii korrosioonikindlust kui ka suurt tugevust ningsoojusvaheti riistvaraagressiivses keemiateenistuses.
3. K: Millised kuumtöötlusprotsessid on ASTM A638-ga ette nähtud nende niklil{2}}põhiste sulamite jaoks ja kuidas need mõjutavad ümarvarraste mehaanilisi omadusi?
A:ASTM A638 kuumtöötlemisprotokollid on sulamiti erinevad, kuid üldiselt järgivad need kaheastmelist protsessi:lahusega lõõmutaminejärgnebsademete kõvenemine (vananemine). Konkreetsed temperatuurid ja kestused on soovitud mehaaniliste omaduste saavutamiseks kriitilise tähtsusega.
A-286 jaoks (UNS S66286):
Standardne kuumtöötlus ASTM A638 järgi koosneb:
Lahuse lõõmutamine:1800 kraadi F (982 kraadi) vähemalt 1 tund, millele järgneb kiire jahutamine (õli või vesi)
Sademete kõvenemine (vananemine):1325 kraadi F (718 kraadi) 16 tundi, millele järgneb õhkjahutus
See töötlemine annab tüüpilised omadused: tõmbetugevus 130–160 ksi, voolavuspiir 90–110 ksi, pikenemine 15–25% ja kõvadus 30–35 HRC. Vananemistöötlus sadestab gamma-prime (Ni₃(Al,Ti)) osakesed, mis takistavad dislokatsiooni liikumist, suurendades järsult tugevust, säilitades samal ajal piisava elastsuse.
Incoloy 825 ja 925 puhul:
Incoloy 825 (UNS N08825):Tavaliselt tarnitakse lahusega{0}}lõõmutatud olekus temperatuuril 1700–1900 °F (925–1040 °F), millele järgneb kiire jahutamine. Kui on vaja vana-karastamist, kasutatakse kahe-astmelist vanandamisprotsessi, tavaliselt 1350 kraadi F (732 kraadi) 8 tundi, millele järgneb 1150 kraadi F (621 kraadi) 8 tundi, seejärel õhkjahutus. See annab vananenud tingimustes tõmbetugevuseks 100–120 ksi ja tõmbetugevuseks 70–90 ksi.
Incoloy 925 (UNS N09925):Nõuab kontrollitumat vananemisjärjestust: lahuse lõõmutamine temperatuuril 1800 kraadi F (982 kraadi) 30 minutit, jahutamine veega, seejärel laagerdamine temperatuuril 1350 F (732 kraadi) 8 tundi, jahutatakse ahjus temperatuurini 1150 F F (621 kraadi), hoitakse 8 tundi, seejärel jahutatakse õhk. See annab voolavustugevuseks 110–130 ksi, tõmbetugevuseks 150–170 ksi ja pikenemiseks 15–25%, mistõttu on see selles rühmas kõrgeima -tugevusega sulam.
Incoloy 800 seeria jaoks:
Incoloy 800 kasutatakse peamiselt lahusega lõõmutatud olekus ja see ei kõvene tavaliselt sademetes. Kui aga ASTM A638-s on määratletud vanusega-karastavate rakenduste jaoks, võib 800H/800HT variantidele anda "stabiliseeriva lõõmutamise" ligikaudu 2100 kraadi F (1150 kraadi) juures, millele järgneb kiire jahutamine, et saavutada jämedateraline struktuur, mis suurendab roomamistugevust.
Kuumtöötluse valik mõjutab otseselt materjali jõudlust. Üle -vananemine (liigne aeg või temperatuur) võib põhjustada sademete jämedaks muutumist, mille tulemuseks on tugevuse vähenemine. Ja vastupidi, alavananemine-võib põhjustada mittetäieliku sadestumise, mis ei suuda saavutada määratud mehaanilisi omadusi.
4. K: Kuidas on nende niklil{1}}põhiste sulamist ümarvarraste mehaanilised omadused võrreldavad ja millised tegurid peaksid juhinduma materjali valikul kõrge -tugevuse ja korrosiooni{3}}kindlate rakenduste jaoks?
A:Ümarvarraste A-286, Incoloy 800, 825 ja 925 valik nõuab mehaanilise tugevuse, korrosioonikindluse ja töötemperatuuri tasakaalustamist. Allolev tabel võtab kokku tüüpilised mehaanilised omadused vananemiskarastatud olekus:
| Sulam | Tõmbetugevus (ksi) | Tootlikkuse tugevus (ksi) | pikenemine (%) | Kõvadus (HRC) |
|---|---|---|---|---|
| A-286 | 130–160 | 90–110 | 15–25 | 30–35 |
| Incoloy 800 | 80–100 (lõõmutatud) | 35–55 (lõõmutatud) | 30–50 | Ei kohaldata |
| Incoloy 825 | 100–120 | 70–90 | 25–35 | 20–25 |
| Incoloy 925 | 150–170 | 110–130 | 15–25 | 30–38 |
Materjali valiku juhised:
Kõrge-temperatuuri tugevus (kuni 1300 kraadi F / 700 kraadi):A-286 on eelistatud valik. Selle kombinatsioon kõrgel temperatuuril-tõmbetugevusest, roomamiskindlusest ja oksüdatsioonikindlusest muudab selle kosmosesõidukite kinnitusdetailide, turbiini riistvara ja autode ülelaaduri komponentide standardiks. Incoloy 800 sobib kasutamiseks kõrgel temperatuuril kuni 1800 kraadi F (982 kraadi), kus mõõdukas tugevus on vastuvõetav, eelkõige konstruktsioonikomponentide, mitte tugevalt pingestatud osade jaoks.
Mõõduka tugevusega korrosioonikindlus:Incoloy 825 on valitud materjal keemiliseks töötlemiseks, kus nõutakse vastupidavust väävel-, fosfor- ja lämmastikhappele. See pakub suurepärast punkt- ja pragude korrosioonikindlust, eriti kloriidi{2}}sisaldavas keskkonnas. Selle tugevus on piisav enamiku pumbavõllide, klapivarte ja kinnitusdetailide jaoks söövitava töö käigus.
Suure tugevusega korrosioonikindlus:Incoloy 925 sillutab lõhe korrosioonikindlate -sulamite ja ülitugevate materjalide vahel. Puuraugu nafta- ja gaasitööriistade, veealuste kinnitusdetailide ja kõrgsurvekeemiliste töötlemisseadmete jaoks tagab Incoloy 925 vajaliku tugevuse (saagis 110–130 ksi), säilitades samal ajal vastupidavuse sulfiidpinge korrosioonipragudele (SSC) ja kloriidpinge{8}}korrosioonipragudele (SCC). A-286, kuigi tugev, ei paku hapugaasi (H₂S) keskkonnas sama korrosioonikindluse taset.
Kulude kaalutlused:Incoloy 800 on üldiselt kõige kulutõhusam-valik, mis sobib mõõduka-korrosiooniga ja kõrgel-temperatuuriga rakenduste jaoks, kus kõrge tugevus ei ole kriitiline. A-286 jääb keskmisesse-vahemikku, samas kui Incoloy 825 ja 925 hinnad on kõrgemad nende niklisisalduse ja spetsiaalsete sulatamistavade tõttu. Rakenduste jaoks, mis nõuavad nii suurt tugevust kui ka erakordset korrosioonikindlust, pakub Incoloy 925 parimat hinnapakkumist võrreldes kõrgema legeeritud alternatiividega, nagu sulam C-276 või Inconel 718 konkreetsetes hapu teeninduskeskkondades.
5. K: Millised tootmis- ja töötlemiskaalutlused on kriitilise tähtsusega nendest nikli{1}}põhistest sulamitest lõppkasutuskomponentide{2}}ümmarguste vardade ja vardade valmistamisel?
A:Nikli -põhistest sulamist ümarvardade valmistamine viimistletud komponentideks-olgu siis töötlemise, sepistamise või keevitamise teel-nõuab hoolikat tähelepanu iga sulami ainulaadsetele omadustele.
Töötlemise kaalutlused:
Neid nikli{0}}põhiseid sulameid peetakse üldiselt raskesti töödeldavaks nende suure tugevuse, töö-kõvenemise ja madala soojusjuhtivuse tõttu. Peamised soovitused hõlmavad järgmist:
Tööriistad:Kasutage terava, positiivse{0}}raha geomeetriaga karbiiditööriistu, et minimeerida töökõvenemist
Pinnapealsed kiirused:A-286 ja Incoloy 925 puhul on tüüpilised pinnakiirused 50–100 SFM; Incoloy 800 ja 825 puhul on kiirused 80–150 SFM vastuvõetavad
Jahutusvedelik:Kõrgsurve{0}}jahutusvedelik on kuumuse juhtimiseks ja tööriistade kulumise vältimiseks hädavajalik
Jäikus:Masina seadistused peavad olema jäigad, et vältida lobisemist, mis võib kiirendada töö kõvenemist
Sepistamine:
Kõiki nelja sulamit saab kuumsepistada, kuid temperatuurivahemikud on erinevad:
A-286:Sepistamistemperatuuri vahemik on 1800–2100 kraadi F (982–1149 kraadi), lõppviimistlusega üle 1800 kraadi F, et vältida pragunemist
Incoloy 800:Sepistamisvahemik 1700–2100 kraadi F (927–1149 kraadi), kiire jahutamisega pärast sepistamist
Incoloy 825/925:Sepistamise vahemik on 1750–2150 kraadi F (954–1177 kraadi), kusjuures korrosioonikindluse taastamiseks on vajalik sepi{4}järgne lõõmutamine
Pärast sepistamist tuleb komponendid lahustada, et lahustada jahtumisel tekkinud sademed ning taastada elastsus ja korrosioonikindlus.
Keevitamine:
Nende sulamite keevitamine nõuab õiget täitemetalli valikut ja soojussisendi juhtimist:
A-286:Kasutage sobivat täiteainet (A-286) kõrgel -temperatuuril kasutatavate rakenduste jaoks; omaduste taastamiseks vajavad keevitusjärgset vanandamist
Incoloy 800:Kasutage täitemetalle ERNiCr-3 või ERNiFeCr-2; tavaliselt pole keevitusjärgset kuumtöötlust vaja
Incoloy 825/925:Kasutage täiteainet ERNiFeCr-1 (INCOLOY® 65); 925 puhul on tugevuse säilitamiseks vajalik keevitusjärgne lõõmutamine ja vanandamine
Kvaliteedi tagamine ja testimine:
ASTM A638 nõuab vastavuse kontrollimiseks spetsiaalset testimist:
Tõmbekatse:Nii lahusega-töödeldud kui ka vananenud tingimused peavad vastama määratud omadustele
Kõvaduse testimine:Tavaliselt teostatakse vananenud seisundis
Mittepurustav testimine:Kriitiliste rakenduste jaoks võib määrata ultraheli- või pöörisvooluuuringu
Tera suuruse määramine:A-286 ja Incoloy 925 puhul tagavad tera suuruse nõuded ühtlased mehaanilised omadused
Lõppkasutajate jaoks tagab ASTM A638-sertifitseeritud materjali hankimine väljakujunenud kvaliteedisüsteemidega tehastest jälgitavuse ja vastavuse tööstusstandarditele. Arvestades rakenduste suurt väärtust ja kriitilist olemust, -alates kosmoseseadmete kinnitusdetailidest kuni puuraukude naftaväljade tööriistadeni, on materjali sertifikaadid, mis dokumenteerivad soojusanalüüsi, mehaanilisi omadusi ja kuumtöötlustsükleid, hankespetsifikatsioonide olulised komponendid.
