1. Kakšen je obseg specifikacije ASTM A638 in kako je povezana z različnimi metalurškimi družinami navedenih zlitin?
ASTM A638 je standardna specifikacija za izločeno{1}}železo (Discaloy, A-286) in nikljevo-osnovo (Incoloy 800, 801, 825, 925) zlitine, odkovke in odkovke za uporabo pri visokih temperaturah.
Ključno razlikovanje v tej specifikaciji je ojačitveni mehanizem, ki te zlitine deli v dve skupini:
Zlitine,-ki jih je mogoče utrditi (PH): Dobavljene so v raztopinsko-žarjenem stanju in pridobijo visoko trdnost s končno toplotno obdelavo staranja.
A-286 (UNS S66286): železova-nikljevo-kromova zlitina, ojačana z gama prime (') precipitati (Ni₃(Ti,Al)).
Incoloy 925 (UNS N09925): nikelj-železo-kromova zlitina, pridobljena iz 825, prav tako ojačana z gama glavnimi oborinami.
Zlitine, ojačane s trdno-raztopino: svojo trdnost pridobijo zaradi inherentne stabilnosti njihove avstenitne matrice in jih ni mogoče utrditi s toplotno obdelavo. Uporabljajo se v žarjenem stanju.
Incoloy 800/800H (UNS N08800/N08810): nikelj-železo-kromova zlitina, znana po-visokotemperaturni oksidaciji in odpornosti na karburizacijo.
Incoloy 825 (UNS N08825): nikelj-železo-krom-molibden-bakrova zlitina, optimizirana za odpornost proti koroziji v vodnih okoljih.
ASTM A638 zagotavlja zahteve za kemično, mehansko in toplotno obdelavo za 所有这些 (vse te) zlitine, kadar se uporabljajo v obliki palic in odkovkov za-nosilne komponente pri povišanih temperaturah.
2. Zakaj bi bila za visoko{1}}napetostni pritrdilni element ali turbinsko lopatico v reaktivnem motorju navedena okrogla palica A-286 (UNS S66286) namesto drugih zlitin v ASTM A638?
A-286 je določen za najzahtevnejše aplikacije z visoko-trdnostjo in visokimi{3}}temperaturami, ker je to edina prava superzlitina z izločanjem v tej skupini, zasnovana posebej za takšno uporabo.
Metalurgija: A-286 je superzlitina na osnovi železa-, ojačana z velikim volumskim deležem koherentnih gama prajm (') oborin, ki nastanejo med staranjem. To mu daje znatno prednost v trdnosti pred zlitinami v trdni raztopini.
Primerjava zmogljivosti:
V primerjavi z Incoloy 800/825: Te trdne-zlitine imajo zmerno trdnost, ki hitro pade nad ~650 stopinj (1200 stopinj F). A-286 ohranja visoko tečenje in natezno trdnost do ~700 stopinj (1300 stopinj F), kar je kritično za komponente pod centrifugalno ali natezno obremenitvijo.
V primerjavi z Incoloy 925: 925, čeprav se lahko utrjuje tudi z padavinami, je optimiziran za odpornost proti koroziji v naftni in plinski industriji. Njegova visoka-temperaturna trdnost in mikrostrukturna stabilnost sta slabši od A-286.
Ključne lastnosti A-286:
Visoko razmerje med -trdnostjo in-težo: bistvenega pomena za vrteče se komponente.
Odlična odpornost proti lezenju: odporna na deformacijo pod obremenitvijo pri visokih temperaturah.
Dobra odpornost proti oksidaciji: do ~1300 stopinj F (704 stopinj) od 15 % vsebnosti Cr.
Zaradi kombinacije visoke natezne trdnosti, odpornosti proti lezenju in odpornosti proti utrujenosti je okrogla palica A-286 nedvoumna izbira s tega seznama za lopatico turbine reaktivnega motorja ali visoko{0}}trdni vijak.
3. Zakaj je Incoloy 925 (UNS N09925) prednostna izbira iz te skupine v vrtini s kislim plinom, ki zahteva -komponente visoke trdnosti pred korozijsko-odpornim Incoloy 825?
Odločitev je odvisna od zahteve po visoki trdnosti in odpornosti proti koroziji, kombinaciji, ki je standard 825 ne more zagotoviti.
Incoloy 825 (UNS N08825): To je trdna-zlitina, ojačana z raztopino. Ponuja odlično odpornost proti koroziji (podobno kot 925), vendar ima relativno nizko mejo tečenja (~35 ksi min v žarjenem stanju). Pri orodjih za vrtino, komponentah ustja vrtine in pritrdilnih elementih ta trdnost pogosto ne zadošča za obvladovanje visokih nateznih, tlačnih in udarnih obremenitev.
Incoloy 925 (UNS N09925): To je različica 825, ki jo je mogoče-kaliti. Podvržen je obdelavi s staranjem, ki izloči gama prime ('), s čimer se poveča njegova meja tečenja na več kot ali enako 100 ksi, hkrati pa ohrani korozijsko odpornost jedra družine 825.
Uporaba za kislo uporabo: V vrtinah z visoko-visoko{1}}temperaturo (HPHT), ki vsebujejo H₂S (kisla storitev), morajo komponente izpolnjevati zahteve NACE MR0175/ISO 15156. Staran Incoloy 925 zagotavlja potrebno:
Visoka trdnost: vzdrži pritiske in obremenitve v vrtini.
Resistance to Sulfide Stress Cracking (SSC): Its high Nickel content (>38%) zagotavlja prirojeno imunost.
Splošna odpornost proti koroziji: za ravnanje s kloridi, CO₂ in drugimi tekočinami iz vrtin.
Zato je za visoko{0}}trdno steblo ventila, obešalo ali sklopko v kislem delovnem okolju okrogla palica Incoloy 925 optimalen material, ki premosti vrzel med odpornostjo proti koroziji 825 in trdnostjo bolj eksotičnih zlitin.
4. Kako se primarna osredotočenost na uporabo razlikuje med paličnim materialom Incoloy 800H in Incoloy 825, kot ga ureja ASTM A638?
Njihovo osredotočenost na uporabo narekuje njihova sestava, ki cilja na dva različna primarna mehanizma razgradnje: visoko-temperaturni vpliv okolja v primerjavi z vodno korozijo.
Palica Incoloy 800H (UNS N08810):
Primarni poudarek: odpornost na-visoke temperature in odpornost na okolje.
Ključne lastnosti: odlična odpornost na oksidacijo, naogljičenje in sulfidacijo; dobra prelomna trdnost pri lezenju do ~1500 stopinj F (815 stopinj).
Tipične uporabe: vpenjala za peči, sevalne cevi, retorte za toplotno obdelavo, zaščitne votline in strukturne komponente v visoko-temperaturni procesni opremi. Razred "H" zagotavlja optimalno vsebnost ogljika in velikost zrn za odpornost proti lezenju.
Incoloy 825 (UNS N08825) Palica:
Primarni poudarek: odpornost na vodno korozijo.
Ključne lastnosti: Odlična odpornost na žveplovo in fosforno kislino, kloridno jamičasto razpokanje in napetostno korozijsko razpokanje.
Tipične uporabe: gredi črpalk, stebla ventilov, pritrdilni elementi in mešala v kemični obdelavi, dekapirnih linijah in sistemih morske vode na morju. Izbran je zaradi svoje učinkovitosti v mokrih, kislih okoljih ali okoljih,-ki vsebujejo kloride, pogosto pri veliko nižjih temperaturah od 800H.
Če povzamemo: določite palico 800H za komponento znotraj vroče peči. Določite 825 barov za gred v črpalki žveplove kisline.
5. Kakšno je kritično upoštevanje toplotne obdelave po -varjenju s stališča izdelave pri delu z izločno{2}}kaljivimi zlitinami (A-286 in 925) v primerjavi z zlitinami v trdni raztopini (800 in 825)?
Toplotna obdelava po -varjenju (PWHT) je bistveno drugačna in je najbolj kritičen korak za doseganje namena načrtovanja za vsak razred.
Za trdne-zlitine (800, 825):
Cilj: obnoviti odpornost proti koroziji in zmanjšati napetosti v toplotno-prizadetem območju (HAZ) brez spreminjanja trdnosti.
PWHT: žarjenje v raztopini (npr. 1700–1850 stopinj F za 825), ki mu sledi hitro ohlajanje. S tem se raztopijo vsi škodljivi kromovi karbidi, ki so se morda oborili v HAZ med varjenjem, s čimer se obnovi popolna odpornost proti koroziji. Ne pride do povečanja moči.
Za zlitine-kaljive z izločanjem (A-286, 925):
Cilj: Razviti visoko trdnost celotnega zvara.
PWHT: obvezna obdelava s precipitacijskim utrjevanjem (staranjem) po varjenju.
Kritično zaporedje: Vse varjenje je treba opraviti na materialu v mehkem stanju,-žarjenem v raztopini. Po končanem varjenju se celotna komponenta postara (npr. 1300–1400 stopinj F za A-286, ~1200 stopinj F za 925). To povzroči, da se ojačitvene gama glavne oborine enakomerno tvorijo v osnovni kovini, HAZ in kovini zvara.
Posledica napake: Varjenje na že-staranem materialu bo povzročilo hude razpoke v HAZ. Če se po varjenju ne stara, bo komponenta pustila nizko trdnost žarjenega stanja, kar tvega katastrofalno odpoved pod obremenitvijo.
Pravilo izdelave: Za A-286 in 925 je mantra "Zvari mehko, nato utrdi." Za 800 in 825 je "Zvari in žari za odpornost proti koroziji."
