1. Obseg ASTM A638 in oznake razredov
V: Naš seznam nabav zahteva okrogle palice »ASTM A638 Grade 660« za visoko{2}}temperaturne pritrdilne elemente. Potrebujemo tudi palice Incoloy 825 za drugi del sklopa. Ali lahko ASTM A638 zajema A-286 in 825?
A:To je ključno razlikovanje, ki pogosto povzroča zmedo pri javnih naročilih. ASTM A638 je poseben standard, ki zajema predvsemena posebna kemija zlitine, splošno znan kot A-286 (UNS S66286). Ne zajema zlitine 800, 825 ali 925 v standardnem smislu.
Tukaj je razčlenitev obsega ASTM A638:
ASTM A638/A638M:To je standardna specifikacija za "palice iz superzlitin na osnovi železa s precipitacijskim utrjevanjem, odkovke in odkovke za uporabo pri visokih-temperaturah."
Stopnja 660:To je posebna oznaka stopnje v ASTM A638, ki ustreza A-286 (kemija: Fe-25Ni-15Cr-2Ti-1Mo-0,3V). To je najpogostejši razred, izdelan za to specifikacijo.
Druge stopnje:Standard vključuje tudi stopnje 651, 652, 653 itd., vendar so to variacije iste osnovne kemije A-286 z manjšimi variacijami toplotne obdelave ali kontrolami elementov v sledovih.
Kaj pa 800, 825 in 925?
Zlitina 800 (UNS N08800):To je zlitina, ojačana s trdno-raztopino, ne zlitina, ki jo je mogoče{1}}kaliti z izločanjem (razen če gre za različico 800H ali 800HT, ki se še vedno zanašata na ojačitev s trdno-raztopino in karbidno trdino, ne izločevalno utrjevanje, kot je A-286). Običajno je naročenoASTM B408(bar) ozASTM B407(cev).
Zlitina 825 (UNS N08825):To je predvsem zlitina na trdni-raztopini, ki se uporablja za odpornost proti koroziji, čeprav jo je mogoče zmerno ojačati s hladno obdelavo. Naročeno je, daASTM B425(bar).
Zlitina 925 (UNS N09925):tojezlitina,-kaljiva z izločanjem, podobna A-286. Vendar je običajno naročenoASTM B805(standard za precipitacijsko utrjene palice iz nikljeve zlitine) ozAPI 6ACRAza naftne storitve.
Industrijska praksa:
Če potrebujete palico za visoko{0}}temperaturni pritrdilni element (kot je turbinski vijak), ki zahteva visoko trdnost do 1200 stopinj F, naročiteASTM A638, razred 660 (A-286). Če potrebujete palico za korozijsko-odporno gred v kemični črpalki (zlitina 825), naročiteASTM B425. Mešanje teh specifikacij bo povzročilo napačne mehanske lastnosti in kemijo za predvideno storitev.
2. Visoko{1}}temperaturni pritrdilni elementi (A-286 / razred 660)
V: Zakaj je A-286 (razred 660) do ASTM A638 privzeti standard za vijačenje visoke trdnosti v izpušnih sistemih, ohišjih turbin in avtomobilskih turbopolnilnikih namesto nerjavečega jekla, kot sta 304 ali 316?
A:Izbira A-286 (ASTM A638 Grade 660) za visokotemperaturne pritrdilne elemente temelji na potrebi po vzdrževanju vpenjalne obremenitve (prednapetosti) pri povišanih temperaturah, lastnost, znana kotodpornost na sprostitev stresa. Standardna avstenitna nerjavna jekla so v tem pogledu neuspešna zaradi nezmožnosti precipitacijskega utrjevanja.
Omejitev 304/316:
Standardna nerjavna jekla 304 in 316 sta žarjena ali hladno{2}}obdelana. Če se uporabljajo kot vijak nad približno 800 stopinj F (427 stopinj), se obnovijo in rekristalizirajo. Hladna obdelava, ki jim je dajala trdnost, izgine, vijak se zmehča in prednapetost se izgubi, kar vodi do puščanja tesnila ali ločevanja spoja.
Prednost A-286 (ASTM A638):
A-286 je zlitina železa-niklja in kroma, ki črpa svojo moč izprecipitacijsko utrjevanje (staranje), ne hladno delo.
Gamma Prime ( ′ ′) Krepitev:Dodatek titana (2,0 %) in aluminija (0,35 %) omogoča materialu, da med staranjem izloči fino intermetalno fazo (Ni₃TiAl). Ti delci blokirajo gibanje dislokacij tudi pri povišanih temperaturah.
Mehanske lastnosti:V stanju, -obdelanem z raztopino in staranem (po ASTM A638), A-286 običajno doseže:
Natezna trdnost: 130-150 ksi (896-1034 MPa)
Meja tečenja: 85-100 ksi (586-690 MPa)
Te lastnosti se ohranijo do približno 1300 stopinj F (704 stopinj).
Toplotna stabilnost:Za razliko od hladno{0}}obdelanih materialov so oborine v A-286 termično stabilne. Vijak se ne bo spontano zmehčal samo zato, ker se segreje.
Industrijski trend:
Pri avtomobilskih turbopolnilnikih in vijačenju izpušnega kolektorja je ASTM A638 razreda 660 v veliki meri nadomestil nižja-nerjavna jekla. Zagotavlja potrebno vpenjalno silo za ohranjanje celovitosti tesnila v tisočih toplotnih ciklih, preprečuje puščanje izpušnih plinov in zagotavlja skladnost z emisijami.
3. Korozijsko odporna gred (zlitina 825 in 925)
V: Načrtujemo podvodni aktuator in površinsko črpalko za vbrizgavanje kemikalij. Oba zahtevata palice iz nikljeve zlitine. Zakaj lahko izberemo ASTM B425 (zlitina 825) za gred črpalke, vendar ASTM B805 (zlitina 925) za gred aktuatorja in kakšna je njihova primerjava z A-286?
A:Ta scenarij odlično ponazarja razliko med izbiro materiala zaodpornost na vodno korozijo(kemične črpalke) protikisla storitev z visoko trdnostjo(podvodni aktuatorji). Čeprav je A-286 (ASTM A638) odličen za ogrevanje, pogosto ni prva izbira za kloridna ali sulfidna okolja pri sobni temperaturi v primerjavi z različicami Incoloy.
Zlitina 825 (UNS N08825) po ASTM B425:
Mehanizem krepitve:Predvsem trdna-okrepljena rešitev. Običajno se uporablja v žarjenem stanju.
Moč:Zmerno (Donos ~35-60 ksi, odvisno od stanja).
Zakaj za gred kemične črpalke?Zlitina 825 nudi izjemno odpornost na široko paleto jedkih snovi, vključno z žveplovo kislino, fosforno kislino in kloridi. Gred črpalke je stalno potopljena v procesno tekočino. Prednostna naloga je preprečevanje luknjičastih lukenj in splošne korozije, ne pa doseganje največje trdnosti. Trdnost 825 zadostuje za torzijske obremenitve gredi črpalke.
Zlitina 925 (UNS N09925) po ASTM B805:
Mehanizem krepitve:Izločljivo utrjen (podobno kot A-286, vendar z višjimi Ni in Mo za korozijo).
Moč:Visoka (donos 85-100+ ksi v staranem stanju).
Zakaj za podvodni aktuator?Podmorski aktuatorji zahtevajo visoko trdnost za ustvarjanje velikega potiska, vendar so tudi izpostavljeni morski vodi in pogosto kislim proizvodnim tekočinam (H₂S). Zlitina 925 je posebej zasnovana za izpolnjevanje NACE MR0175/ISO 15156 za uporabo v kislih pogojih, hkrati pa dosega visoko mejo tečenja, potrebno za mehanske komponente. Zlitina 825 je v žarjenem stanju premehka za visoko{6}}obremenjene mehanske komponente aktuatorja.
Primerjava z A-286:
A-286 (ASTM A638) ima dobro trdnost, vendar vsebuje le ~15 % kroma in ~1 % molibdena. V okoljih z močnim kloridom ali nizkim pH je bolj dovzeten za luknjičasto luknjanje kot 825 ali 925. Zato je zamokrakemični servis, imajo 825/925 prednost pred A-286.
4. Toplotna obdelava in strojna obdelava
V: Kupili smo okrogle palice ASTM A638 stopnje 660 (A-286) za obdelavo prirobnic. Palica se je izkazala za zelo težko strojno obdelati. Kakšne pogoje toplotne obdelave moramo zahtevati od mlina, da optimiziramo obdelovalnost, in kaj naredimo po obdelavi?
A:To je pogost izziv pri zlitinah,-ki se utrjujejo z izločanjem. Pogoj toplotne obdelave, v katerem naročite palico, je ključnega pomena za stroškovno-učinkovito obdelavo. ASTM A638 omogoča dobavo materiala v različnih pogojih in razumevanje tega je ključno za zmanjšanje glavobolov v delavnici.
Dva skupna pogoja dobave:
Raztopina žarjena (pogoj A):Palica je bila segreta na ~1800 stopinj F (980 stopinj) in ohlajena. V tem stanju so elementi za utrjevanje v raztopini. Material je relativno mehak (približno . 20-25 HRC) in ima najboljšo obdelovalnost.To je pogoj, ki ga morate zahtevati za grobo obdelavo.
Raztopina žarjena + starana (pogoj B):Palica je bila obdelana z raztopino in nato starana pri ~1325 stopinj F (718 stopinj) 16 ur. To precipitira gama prime in doseže polno moč (približno . 30-35+ HRC). V tem stanju je material bistveno trši in bolj abraziven za orodje. Obdelava v tem stanju je težavna in draga.
Optimalen potek dela:
Nabava:Naročite palico po ASTM A638 in navedite"Stanje žarjene raztopine (pogoj A)."
Groba obdelava:Izvedite večino strojne obdelave (struženje, vrtanje, vrezovanje navojev) v mehkem, žarjenem stanju. To podaljša življenjsko dobo orodja in omogoča hitrejše odstranjevanje materiala.
Toplotna obdelava staranja:Po strojni obdelavi je treba dele poslati na toplotno obdelavo s strjevanjem (staranjem). Standardni cikel za A-286 je običajno 1325 stopinj F ± 15 stopinj F za 16 ur, čemur sledi zračno hlajenje.
Končna obdelava:Po staranju bo morda potreben zelo lahek končni rez ali brušenje, da se popravi morebitna deformacija zaradi toplotne obdelave.
Opomba za industrijo:
Če kupite palico v "staranem" stanju (pogoj B) in poskušate obdelati zapletene prirobnice, tvegate čezmerno obrabo orodja in morebitno razpadanje dragega materiala zaradi razpok-napetosti, ki jih povzroča obdelava.
5. Nabava in sledljivost za kritične storitve
V: Nabavljamo okrogle palice ASTM A638 razreda 660 za kritične nosilce letalskih motorjev. Standardni certifikat mlina prikazuje kemijo in natezno trdnost. Je to dovolj ali potrebujemo dodatno testiranje, da zagotovimo delovanje?
A:Za vesoljske ali kritične aplikacije za pridobivanje električne energije je standardni certifikat mlina ASTM A638 pogosto samo izhodišče. »Nov trend« pri nabavi kritičnih storitev vključuje zahtevo po dodatnem preverjanju lastnosti, ki jih osnovna specifikacija ne zagotavlja v celoti.
Vrzeli v standardnem potrdilu:
ASTM A638 zahteva natezno testiranje pri sobni temperaturi. Vendar pa mora material za nosilec reaktivnega motorja delovati pri povišanih temperaturah in pri trajni obremenitvi.
Dodatne zahteve za javna naročila ("Dodatki-"):
Natezno testiranje pri povišani temperaturi:
Določiti morate, da se natezni preskus izvede pri najvišji načrtovani temperaturi (npr. 1200 stopinj F / 649 stopinj). Medtem ko je znano, da zlitina ohranja trdnost, je preverjanje specifične toplote pri temperaturi ključnega pomena za dovoljene konstrukcijske vrednosti.
Obremenitveni test pretrganja:
To je najbolj kritičen preizkus za-visokotemperaturne pritrdilne elemente. Vzorec iz toplote palice je izpostavljen specifični obremenitvi pri določeni temperaturi (npr. 100 ksi pri 1200 stopinjah F) in izmeri se čas do preloma. ASTM A638 ima dejansko dodatno zahtevo (S1) za preskušanje obremenitve. To morate priklicati.
Zahteva:Običajno mora vzorec zdržati več kot 100 ur, ne da bi počil, kar dokazuje ustrezen odziv utrjevanja z izločanjem.
Velikost zrn in mikrostruktura:
Določite zahtevo glede velikosti zrn ASTM E112 (običajno št. 5 ali drobnejša za A-286), da zagotovite dosledne mehanske lastnosti in možnost ultrazvočnega pregleda.
Zahtevajte preverjanje odsotnosti škodljivih faz (kot je Lavesova faza ali sigma faza), ki lahko povzročijo krhkost materiala.
Ultrazvočni pregled (ASTM E2375):
Za vrtljive komponente je kritična notranja trdnost. Določite, da se okrogle palice ultrazvočno pregledajo glede na določen razred (npr. razred AA ali A), da se zagotovi odsotnost notranje poroznosti ali vključkov.
Industrijska praksa:
Za letalstvo običajno naročiteAMS 5731ozAMS 5737(ki so vesoljski ekvivalenti ASTM A638, vendar s strožjimi kontrolami in obveznim testiranjem velikosti zrn/pretrganja). Če uporabljate ASTM A638 kot osnovno specifikacijo, mora pooblaščeni inženirski strokovnjak "prikrojiti" specifikacijo tako, da naročilu doda te dodatne zahteve.
