1. Materiālu kategorijas un specifikācijas (AMS 5766 pret AMS 5871 un ASTM B408)
J: Mūsu inženiertehniskajā paketē ir norādīts "Incoloy 800H", taču tajā ir atsauces uz vairākiem standartiem: ASTM B408 caurulēm, AMS 5766 stieņu krājumiem un AMS 5871 loksnēm. Vai tie ir dažādi sakausējumi, vai arī tas ir viens un tas pats materiāls dažādās produktu formās?
A. Šī ir būtiska atšķirība augstas temperatūras{0}}sakausējumu iegādē. Jūs skatāties uz to pašu bāzes saimi -dzelzs-niķeļa-hroma sakausējumu, kas pazīstams kā Incoloy 800, taču ar īpašiem "H" (augsta oglekļa satura) variantiem, kas paredzēti paaugstinātas temperatūras šļūdei. Dažādās specifikācijas attiecas uz produkta formu un kontrolējošo nozares iestādi.
Vispārējā ķīmija: visas trīs specifikācijas attiecas uz Alloy 800 versiju ar augstu oglekļa saturu{0}}, kas pazīstama kā 800H. Galvenā atšķirība no standarta Alloy 800 ir kontrolētais oglekļa diapazons (0,05% līdz 0,10%) un rupjais graudu izmērs (ASTM #5 vai rupjāks). Šī kombinācija ir būtiska optimālai šļūdes un plīsuma izturībai virs 1000 °F (540 grādiem).
ASTM B408: šī ir standarta specifikācija niķeļa{1}}dzelzs-hroma sakausējuma (UNS N08810) stieņiem, stieņiem un stieplēm. Ja jūs pērkat cieto stieņu materiālu, lai apstrādātu atlokus vai piederumus savai karburēšanas krāsnij, jūs pasūtīsit pēc ASTM B408. Tas aptver izmēru pielaides un mehāniskās īpašības cietām sekcijām.
AMS 5766: šī ir stingrāka aviācijas un kosmosa materiālu specifikācija tai pašai UNS N08810 ķīmijai, bet īpaši stieņiem, kalumiem un gredzeniem. To bieži izmanto, ja materiālam jāatbilst arī kosmosa kvalitātes nodrošināšanas prasībām (izsekojamība, ultraskaņas pārbaude utt.). Ja jūsu stieņa krājumi nonāk kritiskā spiediena{5}}noturēšanas daļā, komerciālā ASTM B408 vietā var tikt izsaukta AMS 5766.
AMS 5871: šī ir atbilstošā aviācijas un kosmosa materiālu specifikācija UNS N08810 loksnes, sloksnes un plāksnes veidā. Tas atspoguļo "H" kategorijas ķīmijas un graudu izmēra kontroli.
Nozares perspektīva:
Karburēšanas krāsnim jūs parasti iegādājaties cauruli un caurules pēc ASTM B407 (bezšuvju caurules ekvivalents B408) ar N08810 klases apzīmējumu. "H" stāvokli pārbauda, pārbaudot graudu izmēru dzirnavu pārbaudes ziņojumā. AMS specifikācijas (5766/5871) parasti ir paredzētas kosmosa dzinēju komponentiem vai kodolierīcēm, kur ir obligāta papildu kvalitātes nodrošināšana.
2. Karburizācijas pretestība etilēna krāsnīs
J: Mēs pārveidojam etilēna pirolīzes krāsni. Kāpēc Incoloy 800H (UNS N08810) ir nozares standarts starojuma spolēm un pārvades līnijām, kas pakļautas karburējošai atmosfērai?
A: Incoloy 800H izvēle karburēšanas iekārtām, -īpaši etilēna pirolīzes krāsnīm un tvaika metāna riformatoriem-, balstās uz tā unikālo spēju pretoties diviem vienlaicīgiem degradācijas mehānismiem: karburācijai un šļūdei.
Karburizācijas mehānisms:
Karburējošā atmosfērā (augsta oglekļa aktivitāte, zems skābekļa daļējais spiediens) ogleklis no procesa gāzes var difundēt metāla virsmā. Tas veido iekšējos hroma karbīdus, kas:
"Sensibilizē" materiālu, noārdot hromu no matricas, samazinot vietējo izturību pret koroziju.
Izraisīt metāla tilpuma izplešanos, izraisot "metāla putekļu veidošanos" vai nopietnu trauslumu.
Kāpēc 800H ir veiksmīgs:
Augsts niķeļa saturs (~32%): niķelis samazina oglekļa šķīdību un difūzijas ātrumu dzelzs{1}}matricā. Salīdzinot ar zemāku-niķeļa nerūsējošo tēraudu (piemēram, 309 vai 310), augstāks niķeļa saturs 800H nodrošina izcilu barjeru oglekļa iekļūšanai.
Kontrolētais hroms (~21%): hroms veido aizsargājošu, pielipušos oksīda nogulsnes (Cr2O3Cr2O3). Pareizos procesa apstākļos šī skala darbojas kā fiziska barjera, neļaujot ogleklim nonākt saskarē ar tukšo metālu.
Silīcija saturs: 800H parasti satur 0,5-1,0% silīcija, kas vēl vairāk uzlabo izturību pret karburizāciju, veidojot silīcija dioksīda apakšslāni zem hroma skalas.
Creep savienojums:
Pirolīzes krāsnīs caurules darbojas 1700 ° F – 2000 ° F (925 grādi – 1100 grādi) zem iekšējā spiediena. "H" kategorijas rupjais graudu izmērs un kontrolētais ogleklis palielina šļūdes izturību. Caurule, kas karburizējas, kļūst trausla un var saplaisāt termiskā cikla laikā; caurule, kas pārmērīgi ložņā, izspiežas un plīst. 800H piedāvā vislabāko pretestības līdzsvaru pret abiem, padarot to par naftas ķīmijas nozares darba zirgu.
3. Augstas-temperatūras mehāniskās īpašības un šļūdes izturība
J: Kādas īpašas H varianta (UNS N08810) metalurģijas īpašības padara to pārāku par standarta "1. pakāpi" (UNS N08800) augstas temperatūras spiediena pakalpojumiem, piemēram, karburēšanas iekārtām?
A: Atšķirība starp standarta Alloy 800 (UNS N08800) un Alloy 800H (UNS N08810) ir smalka ķīmijā, bet milzīga veiktspēja. Ja instalējat standarta 800 caurules augstas -temperatūras šļūdes pakalpojumam, tas priekšlaicīgi neizdosies. Lūk, kāpēc karburēšanas aprīkojumam ir nepieciešama "H" pakāpe:
1. Oglekļa satura kontrole:
UNS N08800 (standarta): pieļauj oglekļa saturu līdz 0,10%, bet bieži vien ir zemāks (0,02-0,05%). Zems oglekļa saturs ir labs izturībai pret koroziju, bet slikti izturībai augstā temperatūrā.
UNS N08810 (800H): ierobežo oglekļa saturu kontrolētā diapazonā no 0,05% līdz 0,10%. Tas nodrošina pietiekami daudz oglekļa, lai veidotu stabilus primāros karbīdus (M23C6M23C6) pie graudu robežām.
2. Graudu izmēra prasība:
Tas ir vissvarīgākais faktors. ASTM B407 (caurules specifikācija) un AMS 5871 pieprasa, lai Alloy 800H ASTM graudu izmērs būtu #5 vai rupjāks.
Kāpēc rupji graudi? Augstās temperatūrās (virs 0,5 TmTm) deformācijas mehānismi pāriet no dislokācijas slīdēšanas (transgranulāra) uz graudu robežas slīdēšanu (starpgranulu). Smalkiem graudiem ir vairāk graudu robežu, kas faktiski vājina materiālu augstā temperatūrā, jo robežas slīd un kavitējas.
Mehānisms: rupja graudu struktūra samazina graudu robežas laukumu. Primārais stiprināšanas mehānisms pāriet uz karbīda nokrišņiem šajās robežās, kas tās saspiež un novērš slīdēšanu. Tas nodrošina izcilu šļūdes un plīšanas izturību.
3. Rezultāts:
Pie noteikta sprieguma pie 1500°F UNS N08810 pārrāvuma mūžs ir 3 līdz 5 reizes ilgāks nekā UNS N08800. Karburēšanas krāsns caurulē, kurai ir jāilgst 100,{6}} stundas, šis apzīmējums "H" nav -apspriežams.
4. Metināmība un pēc{1}}metināšanas termiskā apstrāde
J: Mēs metinām jaunas Incoloy 800H caurules tvaika reformera izejas kolektorā. Vai šim materiālam ir nepieciešama pēc-metināšanas termiskā apstrāde (PWHT), lai atjaunotu tā izturību vai izturību?
A: Šis ir bieži sastopams jautājums karburēšanas iekārtu konstrukcijā. Īsā atbilde ir: Parasti nē, Incoloy 800H PWHT nav nepieciešama, taču jums ir jāizmanto pareizais pildmetāls un jākontrolē siltuma padeve.
Kāpēc parasti izvairās no PWHT:
Austenīta struktūra: atšķirībā no ferīta tēraudiem, kam nepieciešama PWHT, lai mīkstinātu cietinātās karstuma{0}}ietekmētās zonas (HAZ) vai mazinātu atlikušos spriegumus, 800H ir pilnībā austenīta. Tas netiek pakļauts fāzes transformācijai, kas rada cietību.
Sensibilizācija: nerūsējošajos tēraudos PWHT 900-1500 grādu F diapazonā var izraisīt "sensibilizāciju" (hroma karbīda nogulsnēšanos), kas samazina ūdens izturību pret koroziju. Tomēr augstas temperatūras apkalpošanā mēs patiesībāgribustabili karbīdi. PWHT risks ir minimāls.
Graudu augšana: ja jūs PWHT pārāk augstā temperatūrā, jūs riskējat ar graudu augšanu, bet parastais metāls jau ir rupji{0}}graudains.
Metināšanas šuvju integritātes kritiskie faktori:
Pildvielas metāla izvēle: jums ir jāpār{0}}jāleģē metinātā šuve. Standarta ieteikums ir Inconel 82 (ERNiCr-3) vai Inconel 625 (ERNiCrMo-3) pildviela. Tajos ir augstāks niķeļa saturs nekā parastajam metālam. Tas nodrošina, ka metinājuma nogulsnei ir pietiekama izturība un oksidācijas izturība darba temperatūrā. Ja izmantojat atbilstošu 800H pildvielu, metinātā šuve varētu būt vājākā saite.
Siltuma padeve: kontrolējiet starpplūsmas temperatūru (parasti zem 350 ° F), lai izvairītos no karstās plaisāšanas. 800H rupjā graudu struktūra dažkārt var izraisīt saplūšanas trūkumu, ja siltuma padeve ir pārāk zema, bet pārāk augsta var izraisīt sašķidrināšanas plaisāšanu.
Servisa stāvoklis: Metināšana ir paredzēta darbam augstā temperatūrā. Pats ekspluatācijas siltums kalpos kā "stresa mazinātājs" un izgulsnēs karbīdus metinājuma šuvē HAZ, līdzsvarojot mikrostruktūru. PWHT parasti tiek izlaists, ja vien kods nav noteikts konkrētai spiedtvertnes ģeometrijai (piemēram, ļoti biezām sekcijām).
5. Iepirkums un izsekojamība augstas temperatūras pakalpojumiem
J: Mēs iegādājamies Incoloy 800H bezšuvju cauruli uz ASTM B407 karburēšanas krāsnim. Kāda konkrēta dokumentācija un pārbaude mums ir jāpieprasa no rūpnīcas, lai nodrošinātu, ka mēs patiešām saņemam "H" kategorijas materiālu, nevis standarta 800?
A: Šī ir visizplatītākā iepirkuma kļūme. Tā kā ķīmijas diapazoni 800 un 800 H pārklājas, jūs nevarat paļauties tikai uz sertifikātā norādīto apzīmējumu "UNS". Iepirkuma laikā jums ir jāīsteno īpaši pieņemšanas kritēriji, lai nodrošinātu piemērotību augstas-temperatūras pakalpojumam.
"H" pakāpes pārbaudes kontrolsaraksts:
Chemistry Lock{0}}In:
Pārliecinieties, vai sertifikātā ir skaidri norādīts UNS N08810.
Pārbaudiet oglekļa diapazonu: no 0,05% līdz 0,10%. Ja ogleklis ir 0,03%, jums ir standarta 800, pat ja sertifikātā ir rakstīts N08810 (dažreiz dzirnavas ir nepareizi marķējums).
Pārbaudiet alumīnija un titāna saturu. Lai gan tas ne vienmēr ir noraidīšanas kritērijs, optimālai augstas -temperatūras stabilitātei kopējam (Al + Ti) parasti ir jābūt virs 0,85%, lai piesaistītu slāpekli un nodrošinātu stiprināšanu.
Graudu izmēra prasība ("lakmusa tests"):
Jums ir skaidri jāpieprasa, lai dzirnavas veiktu graudu izmēra pārbaudi atbilstoši ASTM E112.
Specifikācijā ir nepieciešams vidējais graudu izmērs ASTM #5 vai rupjāks.
Šī ir vienīgā patiesā pārbaude, ka materiāls tika apstrādāts (atkvēlināts augstā temperatūrā), lai iegūtu šļūdei{0}}izturīgu struktūru. Ja graudu izmērs ir #6 vai smalkāks, materiāls būtībā ir "standarta 800" attiecībā uz šļūdes izturību, pat ja ogleklis ir pareizs.
Termiskās apstrādes verifikācija:
Dzirnavu testa ziņojumā (MTR) jānorāda šķīduma atkausēšanas temperatūra. 800 H tai jābūt aptuveni 2050 °F (1120 grādi) vai augstākam. Zemāka atkausēšanas temperatūra graudus nesasmalcina.
Tendence:
Jauna tendence iepirkumos ir norādīt "šļūdes pārrāvuma pārbaudi" vai pieprasīt dzirnavu vēsturiskos šļūdes testa datus konkrētajam siltumam, īpaši caurulēm, kas paredzētas kritiskai pirolīzes pakalpojumam. Ja dzirnavas nevar garantēt graudu izmēru vai nodrošināt oglekli diapazona augšējā pusē (0,07–0,10%), caurule, visticamāk, agri sabojāsies šļūdes vai karburācijas plaisāšanas dēļ.
