1. J: Kāds ir ASTM A638 darbības joma un kā tas attiecas uz niķeļa{2}}sakausējuma apaļajiem stieņiem, piemēram, Incoloy A-286, 800, 825 un 925?
A: ASTM A638ir standarta specifikācija nerūsējošā tērauda un niķeļa sakausējuma stieņu, stieņu un kalumu stieņiem, stieņiem un kalumiem. Tas īpaši attiecas uz materiāliem, kurus var nostiprināt, termiski apstrādājot ar nokrišņiem (novecošanās-cietēšanu). Lai gan standarta nosaukumā ir atsauce uz nerūsējošo tēraudu, tajā ir ietverti vairāki niķeļa{6}supersakausējumi, kuru augstās temperatūras izturība ir iegūta no kontrolētas intermetālisko fāžu nogulsnēšanas.
Saskaņā ar ASTM A638 parasti piegādātie sakausējumi ietver:
A-286 (UNS S66286): dzelzs -niķeļa-hroma sakausējums ar molibdēna, titāna un alumīnija piedevām. To stiprina gamma prime (Ni₃(Al,Ti)) nokrišņi, un to plaši izmanto augstas -temperatūras stiprinājumiem, turbīnu komponentiem un reaktīvo dzinēju daļām, kurām nepieciešama izturība līdz 1300 °F (700 grādiem).
Incoloy 800 (UNS N08800): lai gan Incoloy 800 galvenokārt ir ciets, ar šķīdumu stiprināts sakausējums, dažkārt tas tiek piegādāts saskaņā ar ASTM A638, ja tas norādīts vecuma{3}}cietējamā stāvoklī. Tomēr ir svarīgi atzīmēt, ka Incoloy 800 pēc būtības nav nokrišņu{6}}cietēšana; vecuma-rūdināmais variants parasti irIncoloy 800Hvai800HT, kurām ir kontrolēts oglekļa saturs un kuras var nedaudz pastiprināt nokrišņus.
Incoloy 825 (UNS N08825): niķeļa-dzelzs-hroma sakausējums ar molibdēna, vara un titāna piedevām. Incoloy 825 ir izturīgs pret nokrišņiem, un to var sacietēt ar vecumu, lai panāktu uzlabotas mehāniskās īpašības, padarot to piemērotu augstas stiprības izmantošanai korozīvā vidē.
Incoloy 925 (UNS N09925): Incoloy 925, kas ir īpaši izstrādāts kā nokrišņu{0}}cietējama sakausējuma 825 versija, tiek termiski apstrādāts, lai sasniegtu augstu tecēšanas robežu (parasti 110–130 ksi), vienlaikus saglabājot izcilu izturību pret sulfīda sprieguma korozijas plaisāšanu un skābās gāzes vidi.
ASTM A638 nosaka prasības ķīmiskajam sastāvam, stiepes īpašībām (gan šķīduma -apstrādē, gan novecošanas apstākļos), graudu izmēram un nesagraujošai pārbaudei. Specifikācijas pieļauj gan karsti -kaltas, gan aukstas{4}} gatavās produkcijas formas, un apaļie stieņi parasti ir pieejami diametrā, sākot no maziem stieņu izmēriem (mazāk par 1 collu) līdz lieliem stieņu krājumiem, kas pārsniedz 8 collas, atkarībā no konkrētā sakausējuma un dzirnavu iespējām.
2. J. Kādas ir katras Incoloy kategorijas -A-286, 800, 825 un 925 atšķirīgās īpašības un tipiskais pielietojums, ja tas tiek piegādāts kā apaļais stienis vai stienis saskaņā ar ASTM A638?
A:Katrs no šiem niķeļa{0}}sakausējumiem piedāvā unikālu mehānisko īpašību, izturības pret koroziju un termiskās stabilitātes kombināciju. Šo atšķirību izpratne ir būtiska, lai izvēlētos piemērotu materiālu konkrētam rūpnieciskam lietojumam.
A-286 (UNS S66286):Šis sakausējums ir dzelzs{0}}supersakausējums, kas satur aptuveni 25% niķeļa, 15% hroma, ar molibdēnu, titānu un alumīniju. Tas tiek rūdīts ar nokrišņiem-, izmantojot divpakāpju novecošanas apstrādi, lai sasniegtu 90–110 ksi vai lielāku tecēšanas stiprumu. A-286 ir izcila augstas temperatūras stiepes izturība, izturība pret šļūdei un oksidācijas izturība līdz pat 1300 °F (700 grādiem). Parastie A-286 apaļo stieņu un stieņu pielietojumi ietver:gāzes turbīnu dzinēja sastāvdaļas(turbīnu lāpstiņas, diski un vārpstas),augstas{0}}temperatūras stiprinājumi(skrūves, uzgriežņi un tapas aviācijas un automobiļu vajadzībām),pēcdegļa sastāvdaļas, unkompresora daļasaugstas veiktspējas{0}}dzinējiem.
Incoloy 800 (UNS N08800) un 800H/800HT:Šie sakausējumi satur aptuveni 32–35% niķeļa un 19–23% hroma, nodrošinot lielisku izturību pret oksidāciju, karburizāciju un augstas temperatūras koroziju. Incoloy 800 ir ar cietu -šķīdumu stiprināts, un to parasti izmanto atkausētā stāvoklī. "H" un "HT" variantiem ir kontrolēts oglekļa saturs (0,05–0,10%) un smalkākas graudu struktūras, lai uzlabotu šļūdes pārrāvuma izturību. Saskaņā ar ASTM A638 šos sakausējumus var norādīt lietojumiem, kuriem nepieciešama augsta temperatūras izturība un izturība pret koroziju. Tipiski lietojumi ietver:siltummaiņa caurules un cauruļvadi(ja tiek piegādāts kā stienis atlokiem un veidgabaliem),krāsns sastāvdaļas, naftas ķīmijas riformera caurules, unkodolenerģijas tvaika ģeneratora sastāvdaļas.
Incoloy 825 (UNS N08825):Ar 38–46% niķeļa, 19,5–23,5% hroma, kā arī molibdēnu, varu un titānu Incoloy 825 piedāvā izcilu izturību pret reducējošām un oksidējošām skābēm, īpaši sērskābi un fosforskābi. Lai gan to bieži izmanto šķīdumā{6}}rūdītā stāvoklī, to var sacietēt ar nokrišņiem{7}, lai panāktu lielāku izturību. Pieteikumi Incoloy 825 apaļajiem stieņiem ietver:sūkņu vārpstas un vārstu kātiķīmiskajā apstrādē,stiprinājumi skābes apkalpošanai, urbumu instrumenti skābās gāzes urbumiem, unsastāvdaļas kodināšanas darbībās.
Incoloy 925 (UNS N09925):Šis sakausējums būtībā ir nokrišņu{0}}cietināta sakausējuma 825 versija ar titāna un alumīnija piedevām, kas nodrošina novecošanās{2}}cietināšanu, lai iegūtu stiprību, kas pārsniedz 110 ksi (760 MPa). Tas saglabā izcilo Alloy 825 izturību pret koroziju, vienlaikus piedāvājot ievērojami augstākas mehāniskās īpašības. Tipiski Incoloy 925 apaļo stieņu pielietojumi ietver:urbuma korpuss un caurulesskābās gāzes (H2S/CO₂) vidēm,augstas{0}}stiprības stiprinājumizemūdens un jūras lietojumiem,sūkņu vārpstas un vārstu sastāvdaļaskam nepieciešama gan izturība pret koroziju, gan augsta izturība, unsiltummaiņa aparatūraagresīvā ķīmiskajā dienestā.
3. J. Kādi termiskās apstrādes procesi ir noteikti ASTM A638 šiem niķeļa{2}}sakausējumiem, un kā tie ietekmē apaļo stieņu mehāniskās īpašības?
A:Termiskās apstrādes protokoli saskaņā ar ASTM A638 atšķiras atkarībā no sakausējuma, taču parasti tie tiek veikti divos{1}}posmos:šķīduma atkausēšanasekonokrišņu sacietēšana (novecošanās). Konkrētās temperatūras un ilgums ir ļoti svarīgi, lai sasniegtu vēlamās mehāniskās īpašības.
A-286 (UNS S66286):
Standarta termiskā apstrāde atbilstoši ASTM A638 sastāv no:
Šķīduma atkausēšana:1800 grādi F (982 grādi) vismaz 1 stundu, kam seko ātra dzesēšana (eļļa vai ūdens)
Nokrišņu sacietēšana (novecošanās):1325 grādi F (718 grādi) 16 stundas, kam seko gaisa dzesēšana
Šī apstrāde nodrošina tipiskas īpašības: stiepes izturība 130–160 ksi, tecēšanas robeža 90–110 ksi, pagarinājums 15–25% un cietība 30–35 HRC. Novecošanās apstrāde izgulsnē gamma primārās (Ni₃(Al,Ti)) daļiņas, kas kalpo par šķēršļiem dislokācijas kustībai, ievērojami palielinot izturību, vienlaikus saglabājot atbilstošu elastību.
Incoloy 825 un 925:
Incoloy 825 (UNS N08825):Parasti tiek piegādāts -atlaidinātā šķīdumā 1700–1900 °F (925–1040 grādi) temperatūrā, kam seko ātra dzesēšana. Ja nepieciešams novecošanās-cietējums, tiek izmantots divpakāpju novecošanas process, parasti 1350 °F (732 grādi) 8 stundas, kam seko 1150 °F (621 grāds) 8 stundas, pēc tam gaisa dzesēšana. Tas nodrošina stiepes izturību 100–120 ksi un stiepes izturību 70–90 ksi novecojušā stāvoklī.
Incoloy 925 (UNS N09925):Nepieciešama kontrolētāka novecošanas secība: šķīduma atkvēlināšana 1800 °F (982 grādos) 30 minūtes, atdzesēšana ar ūdeni, pēc tam izturēšana 1350 °F (732 grādos) 8 stundas, krāsnī atdzesē līdz 1150 °F (621 grāds), turiet 8 stundas, pēc tam atdzesējiet ar gaisu. Tas rada tecēšanas stiprumu 110–130 ksi, stiepes izturību 150–170 ksi un pagarinājumu 15–25%, padarot to par augstāko{16}}izturības sakausējumu šajā grupā.
Incoloy 800 sērijai:
Incoloy 800 galvenokārt izmanto šķīduma atkvēlinātā stāvoklī, un tas parasti netiek pakļauts nokrišņu sacietēšanai. Tomēr, ja tas ir norādīts saskaņā ar ASTM A638 vecuma-cietējamiem lietojumiem, 800H/800HT variantiem var veikt "stabilizējošu atlaidināšanu" aptuveni 2100 °F (1150 grādi) temperatūrā, kam seko ātra dzesēšana, lai iegūtu rupju graudu struktūru, kas uzlabo šļūdes pārrāvuma izturību.
Termiskās apstrādes izvēle tieši ietekmē materiāla veiktspēju. Pārmērīga novecošanās (pārmērīgs laiks vai temperatūra) var izraisīt nogulšņu rupjību, kā rezultātā samazinās izturība. Un otrādi, nepietiekama novecošana var izraisīt nepilnīgu nokrišņu veidošanos, nesasniedzot noteiktās mehāniskās īpašības.
4. J: Kā atšķiras šo niķeļa{1}}sakausējuma apaļo stieņu mehāniskās īpašības un kādi faktori būtu jāņem vērā, izvēloties materiālus augstas -izturības un pretkorozijas{3}}noturīgajiem lietojumiem?
A:Izvēlei starp A-286, Incoloy 800, 825 un 925 apaļajiem stieņiem ir jāsabalansē mehāniskā izturība, izturība pret koroziju un darba temperatūra. Zemāk esošajā tabulā ir apkopotas tipiskās mehāniskās īpašības novecojušā stāvoklī:
| Sakausējums | Stiepes izturība (ksi) | Ražas stiprums (ksi) | Pagarinājums (%) | Cietība (HRC) |
|---|---|---|---|---|
| A-286 | 130–160 | 90–110 | 15–25 | 30–35 |
| Incoloy 800 | 80–100 (atlaidināts) | 35–55 (atkausēta) | 30–50 | Nav piemērojams |
| Incoloy 825 | 100–120 | 70–90 | 25–35 | 20–25 |
| Incoloy 925 | 150–170 | 110–130 | 15–25 | 30–38 |
Norādījumi materiāla izvēlei:
Augsta-temperatūras izturība (līdz 1300 °F/700 grādi):A-286 ir vēlamā izvēle. Tā augstās -temperatūras stiepes izturības, šļūdes pretestības un oksidācijas izturības kombinācija padara to par standartu kosmosa stiprinājumiem, turbīnu aparatūrai un automobiļu kompresora komponentiem. Incoloy 800 ir piemērots lietošanai augstā temperatūrā līdz 1800 °F (982 grādiem), kur ir pieļaujama mērena izturība, galvenokārt konstrukcijas komponentiem, nevis ļoti noslogotām daļām.
Izturība pret koroziju ar mērenu izturību:Incoloy 825 ir izvēles materiāls ķīmiskai apstrādei, kur nepieciešama izturība pret sērskābi, fosforskābi un slāpekļskābi. Tas nodrošina izcilu izturību pret punktveida koroziju un plaisu koroziju, jo īpaši hlorīdu{2}}saturošā vidē. Tā izturība ir piemērota lielākajai daļai sūkņa vārpstu, vārstu kātu un stiprinājumu korozijas apstākļos.
Izturība pret koroziju ar augstu izturību:Incoloy 925 novērš plaisu starp korozijizturīgiem sakausējumiem un augstas{2}izturības materiāliem. Dziļurbuma naftas un gāzes instrumentiem, zemūdens stiprinājumiem un augstspiediena ķīmiskās apstrādes iekārtām Incoloy 925 nodrošina nepieciešamo izturību (110–130 ksi iznākumu), vienlaikus saglabājot izturību pret sulfīda sprieguma korozijas plaisāšanu (SSC) un hlorīda sprieguma -korozijas plaisāšanu (SCC). Lai gan A-286 ir spēcīgs, tas nepiedāvā tādu pašu korozijas izturības līmeni skābās gāzes (H₂S) vidē.
Izmaksu apsvērumi:Incoloy 800 parasti ir visrentablākā-iespēja, kas piemērota mērenas-korozijas un augstas{3}}temperatūras lietošanai, kur liela izturība nav kritiska. A-286 ir vidējā-diapazonā, savukārt Incoloy 825 un 925 cenas ir augstākas, pateicoties to niķeļa saturam un specializētajai kausēšanas praksei. Lietojumiem, kuriem nepieciešama gan augsta izturība, gan izcila izturība pret koroziju, Incoloy 925 piedāvā vislabāko vērtību salīdzinājumā ar augstāk leģētajām alternatīvām, piemēram, Alloy C-276 vai Inconel 718 īpašās skābās apkalpošanas vidēs.
5. J. Kādi ražošanas un apstrādes apsvērumi ir būtiski, izgatavojot apaļos stieņus un stieņus no šiem niķeļa-sakausējumiem galapatēriņa komponentiem?
A:Lai izgatavotu no niķeļa -sakausējuma apaļajiem stieņiem gatavās detaļās-ar mehānisko apstrādi, kalšanu vai metināšanu,-ir rūpīgi jāpievērš uzmanība katra sakausējuma unikālajām īpašībām.
Apsvērumi saistībā ar apstrādi:
Šos niķeļa{0}}sakausējumus parasti uzskata par grūti apstrādājamiem to augstās izturības, darba-cietēšanas ātruma un zemās siltumvadītspējas dēļ. Galvenie ieteikumi ietver:
Instrumenti:Izmantojiet karbīda instrumentus ar asām, pozitīvām{0}}grābekļa ģeometrijām, lai samazinātu darba sacietēšanu
Virsmas ātrumi:A-286 un Incoloy 925 virsmas ātrums ir 50–100 SFM; Incoloy 800 un 825 ir pieļaujami 80–150 SFM ātrumi
Dzesēšanas šķidrums:Augsta spiediena{0}}dzesēšanas šķidrums ir būtisks, lai pārvaldītu siltuma veidošanos un novērstu instrumentu nodilumu
Stingrība:Mašīnas iestatījumiem jābūt stingriem, lai novērstu pļāpāšanu, kas var paātrināt darba sacietēšanu
Kalšana:
Visi četri sakausējumi var būt karsti kalti, taču temperatūras diapazoni atšķiras:
A-286:Kalšanas temperatūras diapazons ir 1800–2100 °F (982–1149 grādi) ar galīgo apdari virs 1800 °F, lai izvairītos no plaisāšanas
Incoloy 800:Kalšanas diapazons no 1700 līdz 2100 grādiem F (927–1149 grādi) ar ātru dzesēšanu pēc kalšanas
Incoloy 825/925:Kalšanas diapazons no 1750–2150 grādi F (954–1177 grādi), kam nepieciešama pēc-kaluma atkausēšana, lai atjaunotu izturību pret koroziju
Pēc kalšanas sastāvdaļas ir jāatlaidina šķīdumā, lai izšķīdinātu visas dzesēšanas laikā radušās nogulsnes un atjaunotu elastību un izturību pret koroziju.
Metināšana:
Šo sakausējumu metināšanai nepieciešama pareiza pildvielas metāla izvēle un siltuma padeves kontrole:
A-286:Izmantojiet atbilstošu pildvielu (A-286) augstas-temperatūras lietojumiem; nepieciešama pēcmetināšanas novecošana, lai atjaunotu īpašības
Incoloy 800:Izmantojiet ERNiCr-3 vai ERNiFeCr-2 pildmetālus; parasti nav nepieciešama termiskā apstrāde pēc metināšanas
Incoloy 825/925:Izmantojiet pildvielu ERNiFeCr-1 (INCOLOY® 65); 925, lai saglabātu izturību, ir nepieciešama atkausēšana pēc metināšanas šķīduma un novecošana
Kvalitātes nodrošināšana un pārbaude:
ASTM A638 ir nepieciešama īpaša pārbaude, lai pārbaudītu atbilstību:
Stiepes pārbaude:Gan šķīduma-apstrādē, gan novecošanas apstākļiem ir jāatbilst noteiktām īpašībām
Cietības pārbaude:Parasti tiek veikta vecuma stāvoklī
Nesagraujošā pārbaude:Ultraskaņas vai virpuļstrāvas pārbaudi var noteikt kritiskiem lietojumiem
Graudu izmēra noteikšana:A-286 un Incoloy 925 graudu izmēra prasības nodrošina nemainīgas mehāniskās īpašības
Galalietotājiem ASTM A638-sertificēta materiāla iegūšana no rūpnīcām ar izveidotām kvalitātes sistēmām nodrošina izsekojamību un atbilstību nozares standartiem. Ņemot vērā lietojumu augsto vērtību un kritisko raksturu,{4}}sākot no aviācijas un kosmosa stiprinājumiem līdz urbumu naftas atradņu instrumentiem, materiālu sertifikāti, kas dokumentē siltuma analīzi, mehāniskās īpašības un termiskās apstrādes ciklus, ir būtiska iepirkuma specifikāciju sastāvdaļa.
