1. محدوده ASTM A638 و تعیین درجه
س: فهرست خرید ما به میلههای گرد «ASTM A638 Grade 660» برای کاربرد بست با دمای بالا- نیاز دارد. همچنین برای قسمت دیگری از مونتاژ به میله های Incoloy 825 نیاز داریم. آیا ASTM A638 می تواند هر دو A-286 و 825 را پوشش دهد؟
A:این یک تمایز مهم است که اغلب باعث سردرگمی در تدارکات می شود. ASTM A638 یک استاندارد خاص است که در درجه اول پوشش می دهدیک شیمی آلیاژ خاص، به طور جهانی با نام A-286 (UNS S66286) شناخته می شود. آلیاژ 800، 825، یا 925 به معنای استاندارد را پوشش نمی دهد.
در اینجا تفکیک محدوده ASTM A638 آمده است:
ASTM A638/A638M:این مشخصات استاندارد برای «میلههای سوپرآلیاژی پایه آهنی سختکننده بارش، آهنگریها و انبار آهنگری برای سرویسهای{0}در دمای بالا» است.
درجه 660:این نام درجه خاص در ASTM A638 است که با A-286 مطابقت دارد (شیمی: Fe-25Ni-15Cr-2Ti-1Mo-0.3V). این رایج ترین درجه تولید شده با این مشخصات است.
نمرات دیگر:این استاندارد همچنین شامل گریدهای 651، 652، 653، و غیره است، اما اینها تغییراتی از همان شیمی پایه A-286 با تغییرات جزئی عملیات حرارتی یا کنترل عناصر کمیاب هستند.
800، 825 و 925 چطور؟
آلیاژ 800 (UNS N08800):این یک آلیاژ جامد-تقویتشده با محلول است، نه یک آلیاژ سختشدنی{1}}بارشی{1} (مگر اینکه نوع 800H یا 800HT باشد که همچنان بر تقویت محلول-و کاربید جامد تکیه میکند، نه سخت شدن بارشی مانند A-286). معمولاً دستور داده می شودASTM B408(نوار) یاASTM B407(لوله).
آلیاژ 825 (UNS N08825):این همچنین در درجه اول یک آلیاژ محلول جامد است که برای مقاومت در برابر خوردگی استفاده میشود، اگرچه میتوان آن را تا حدی با کار سرد تقویت کرد. دستور داده شده استASTM B425(نوار).
آلیاژ 925 (UNS N09925):ایناستیک آلیاژ سخت شدنی{0}}بارشی، مشابه A-286. با این حال، معمولاً دستور داده می شودASTM B805(استاندارد میله های آلیاژ نیکل قابل سخت شدن در اثر بارش) یاAPI 6ACRAبرای خدمات میدان نفتی
تمرین صنعت:
اگر به میله ای برای {0}درجه حرارت بالا (مانند پیچ توربین) نیاز دارید که به استحکام بالا تا 1200 درجه فارنهایت نیاز دارد، سفارش می دهیدASTM A638 درجه 660 (A-286). اگر به میله ای برای شفت مقاوم در برابر خوردگی-در پمپ شیمیایی (آلیاژ 825) نیاز دارید، سفارش می دهیدASTM B425. اختلاط این مشخصات باعث ایجاد خواص مکانیکی و شیمیایی اشتباه برای سرویس مورد نظر می شود.
2. بست های دمای بالا (A-286 / درجه 660)
س: چرا A-286 (درجه 660) تا ASTM A638 استاندارد پیشفرض برای پیچ و مهره با استحکام بالا در سیستمهای اگزوز، محفظههای توربین، و توربوشارژرهای خودرو به جای فولاد ضد زنگ مانند 304 یا 316 است؟
A:انتخاب A{3}}286 (ASTM A638 Grade 660) برای اتصال دهنده های با دمای بالا به دلیل نیاز به حفظ بار گیره (پیش بار) در دماهای بالا انجام می شود، این ویژگی به ناممقاومت در برابر استرس. فولادهای زنگ نزن آستنیتی استاندارد در این زمینه به دلیل عدم توانایی در سخت شدن رسوبی شکست می خورند.
محدودیت 304/316:
فولادهای زنگ نزن استاندارد 304 و 316 آنیل یا سرد-کار می شوند. اگر به عنوان پیچ و مهره در دمای تقریباً 800 درجه فارنهایت (427 درجه) استفاده شود، تحت بازیابی و تبلور مجدد قرار می گیرند. کار سردی که به آنها استحکام میداد ناپدید میشود، پیچ نرم میشود و پیشبار از بین میرود و منجر به نشت واشر یا جدا شدن مفصل میشود.
مزیت A-286 (ASTM A638):
A{1}}286 یک آلیاژ آهن- نیکل کروم است که استحکام خود را ازسخت شدن بارش (پیری)، نه کار سرد
تقویت کننده گاما پرایم:افزودن تیتانیوم (2.0٪) و آلومینیوم (0.35٪) به مواد اجازه می دهد تا یک فاز بین فلزی ظریف (Ni3TiAl) را در طول پیری رسوب دهند. این ذرات حرکت نابجایی را حتی در دماهای بالا مسدود می کنند.
خواص مکانیکی:در شرایط محلول-درمان شده و قدیمی (بر اساس ASTM A638)، A-286 معمولاً به این موارد دست مییابد:
مقاومت کششی: 130-150 ksi (896-1034 مگاپاسکال)
قدرت تسلیم: 85-100 ksi (586-690 مگاپاسکال)
این خواص تا حدود 1300 درجه فارنهایت (704 درجه) حفظ می شوند.
پایداری حرارتی:بر خلاف مواد سرد-، رسوبات موجود در A-286 از نظر حرارتی پایدار هستند. پیچ به دلیل داغ شدن خود به خود نرم نمی شود.
روند صنعت:
در توربوشارژرهای خودرو و پیچ و مهره منیفولد اگزوز، ASTM A638 Grade 660 تا حد زیادی جایگزین فولادهای ضد زنگ درجه پایین- شده است. این نیروی گیره لازم را برای حفظ یکپارچگی مهر و موم در هزاران چرخه حرارتی، جلوگیری از نشت اگزوز و اطمینان از انطباق با انتشار گازهای گلخانه ای فراهم می کند.
3. شفت مقاوم در برابر خوردگی (آلیاژ 825 و 925)
س: ما در حال طراحی یک محرک زیر دریا و یک پمپ تزریق مواد شیمیایی سطحی هستیم. هر دو به میله های آلیاژ نیکل نیاز دارند. چرا ممکن است ASTM B425 (آلیاژ 825) را برای شفت پمپ و ASTM B805 (آلیاژ 925) را برای شفت محرک انتخاب کنیم و چگونه آنها با A-286 مقایسه می شوند؟
A:این سناریو کاملاً تفاوت بین انتخاب یک ماده برای آن را نشان می دهدمقاومت در برابر خوردگی آبی(پمپ های شیمیایی) در مقابلسرویس ترش با قدرت بالا(عملگرهای زیر دریا). در حالی که A{3}}286 (ASTM A638) برای گرما عالی است، اغلب در مقایسه با انواع Incoloy اولین انتخاب برای محیط های کلریدی یا سولفیدی با دمای اتاق نیست.
آلیاژ 825 (UNS N08825) در هر ASTM B425:
مکانیسم تقویت:محلول در درجه اول جامد-تقویت شده است. معمولاً در شرایط آنیل شده استفاده می شود.
قدرت:متوسط (بازده ~35-60 ksi بسته به شرایط).
چرا برای شفت پمپ شیمیایی؟آلیاژ 825 مقاومت استثنایی در برابر طیف وسیعی از خورنده ها از جمله اسید سولفوریک، اسید فسفریک و کلریدها ارائه می دهد. محور پمپ دائماً در سیال فرآیند غوطه ور است. اولویت جلوگیری از ایجاد حفره و خوردگی عمومی است نه دستیابی به حداکثر مقاومت. مقاومت 825 برای بارهای پیچشی شفت پمپ کافی است.
آلیاژ 925 (UNS N09925) در هر ASTM B805:
مکانیسم تقویت:بارش قابل سخت شدن است (مشابه A-286، اما با Ni و Mo بالاتر برای خوردگی).
قدرت:بالا (بازده 85-100+ ksi در شرایط قدیمی).
چرا برای محرک زیر دریا؟محرک های زیردریایی برای تولید نیروی رانش بالا به استحکام بالایی نیاز دارند، اما در معرض آب دریا و مایعات تولیدی اغلب ترش (H2S) نیز قرار دارند. آلیاژ 925 به طور خاص برای مطابقت با NACE MR0175/ISO 15156 برای خدمات ترش طراحی شده است و در عین حال به استحکام تسلیم بالا مورد نیاز برای قطعات مکانیکی دست می یابد. آلیاژ 825، در حالت آنیل شده، برای اجزای مکانیکی{6}} یک محرک بسیار نرم است.
مقایسه با A-286:
A{5}}286 (ASTM A638) استحکام خوبی دارد اما فقط 15% کروم و 1% مولیبدن دارد. در محیط های شدید کلرید یا با pH پایین، نسبت به 825 یا 925 مستعد ابتلا به حفره است. بنابراین، برایمرطوبخدمات شیمیایی 825/925 نسبت به A-286 ارجحیت دارد.
4. عملیات حرارتی و ملاحظات ماشینکاری
س: ما میله گرد ASTM A638 Grade 660 (A-286) را برای فلنج های ماشین خریداری کرده ایم. نشان می دهد که میله برای ماشین بسیار سخت است. برای بهینهسازی ماشینکاری چه شرایط عملیات حرارتی را باید از آسیاب درخواست کنیم و بعد از ماشینکاری چه کار میکنیم؟
A:این یک چالش متداول در مورد آلیاژهای سختکننده بارش{0}}است. شرایط عملیات حرارتی که میله را در آن سفارش میدهید برای ماشینکاری مقرون به صرفه بسیار مهم است. ASTM A638 اجازه می دهد تا مواد در شرایط مختلف عرضه شوند، و درک این موضوع کلید کاهش سردردهای کف مغازه است.
دو شرط متداول عرضه:
محلول آنیل شده (شرط A):میله تا ~1800 درجه فارنهایت (980 درجه) گرم شده و خنک شده است. در این شرایط عناصر سخت کننده در محلول هستند. این ماده نسبتاً نرم است (تقریبا. 20-25 HRC) و بهترین ماشین کاری را دارد.این شرایطی است که باید برای ماشینکاری خشن درخواست کنید.
محلول آنیل شده + پیر شده (شرایط B):میله تحت درمان با محلول قرار گرفته و سپس در دمای ~1325 درجه فارنهایت (718 درجه) به مدت 16 ساعت کهنه شده است. این گاما پرایم را رسوب می دهد و به استحکام کامل می رسد (تقریبا. 30-35+ HRC). در این شرایط، مواد به طور قابل توجهی سخت تر و ساینده تر در ابزار. ماشینکاری در این شرایط دشوار و پرهزینه است.
گردش کار بهینه:
تدارکات:با مشخص کردن، نوار را به ASTM A638 سفارش دهید"شرط آنیل شده محلول (شرط A)."
ماشینکاری خشن:اکثر ماشینکاری ها (تراشکاری، سوراخکاری، رزوه کاری) را در شرایط نرم و آنیل شده انجام دهید. این کار عمر ابزار را افزایش می دهد و امکان حذف سریعتر مواد را فراهم می کند.
درمان حرارتی پیری:پس از ماشینکاری، قطعات باید برای عملیات حرارتی سخت شدن بارش (پیری) فرستاده شوند. چرخه استاندارد برای A-286 معمولاً 1325 درجه فارنهایت ± 15 درجه فارنهایت به مدت 16 ساعت و به دنبال آن خنک کننده هوا است.
ماشینکاری نهایی:پس از پیری، ممکن است برای اصلاح هرگونه اعوجاج ناشی از عملیات حرارتی، برش یا آسیاب بسیار سبک لازم باشد.
یادداشت صنعت:
اگر میله را در شرایط «قدیمی» خریداری کنید (شرایط B) و سعی کنید فلنجهای پیچیده را ماشینکاری کنید، در معرض فرسودگی بیش از حد ابزار و از بین رفتن احتمالی مواد گرانقیمت به دلیل{0}}ترکهای ناشی از فشار ناشی از ماشینکاری هستید.
5. تدارکات و قابلیت ردیابی برای خدمات حیاتی
س: ما میلههای گرد درجه 660 ASTM A638 را برای پایههای مهم موتور هواپیما تامین میکنیم. گواهی آسیاب استاندارد شیمی و کشش را نشان می دهد. آیا این کافی است یا برای اطمینان از عملکرد به آزمایش اضافی نیاز داریم؟
A:برای کاربردهای هوافضا یا تولید برق حیاتی، گواهی استاندارد آسیاب ASTM A638 اغلب فقط نقطه شروع است. "روند جدید" در تدارکات برای خدمات حیاتی مستلزم درخواست تأیید بیشتر از ویژگی هایی است که مشخصات اولیه آن را به طور کامل تضمین نمی کند.
شکاف های موجود در گواهی استاندارد:
ASTM A638 به آزمایش کشش در دمای اتاق نیاز دارد. با این حال، برای پایه موتور جت، مواد باید در دماهای بالا و تحت بار پایدار کار کنند.
الزامات تدارکات اضافی ("افزودن-ها"):
تست کشش با دمای بالا:
باید مشخص کنید که آزمایش کشش در حداکثر دمای طراحی (مثلاً 1200 درجه فارنهایت / 649 درجه) انجام شود. در حالی که آلیاژ برای حفظ استحکام شناخته شده است، تأیید عملکرد گرمای ویژه در دما برای مجاز طراحی بسیار مهم است.
تست پارگی استرس:
این مهمترین آزمایش برای بستهای-در دمای بالا است. نمونه ای از گرمای میله تحت یک تنش خاص در یک دمای خاص (مثلاً 100 ksi در 1200 درجه فارنهایت) قرار می گیرد و زمان پارگی اندازه گیری می شود. ASTM A638 در واقع یک نیاز تکمیلی (S1) برای تست پارگی تنش دارد. شما باید این را استناد کنید.
مورد نیاز:به طور معمول، نمونه باید بیش از 100 ساعت بدون پارگی دوام بیاورد که نشان دهنده پاسخ سخت شدن مناسب بارش است.
اندازه و ریزساختار دانه:
یک نیاز اندازه دانه ASTM E112 (معمولاً شماره 5 یا ریزتر برای A-286) برای اطمینان از خواص مکانیکی ثابت و قابلیت بازرسی اولتراسونیک مشخص کنید.
درخواست تأیید عدم وجود فازهای مضر (مانند فاز Laves یا فاز سیگما) که می تواند مواد را ترد کند.
بازرسی اولتراسونیک (ASTM E2375):
برای اجزای چرخان، سلامت داخلی بسیار مهم است. مشخص کنید که میله های گرد به صورت اولتراسونیک تا یک کلاس خاص (مثلاً کلاس AA یا A) بازرسی شوند تا تخلخل یا آخال داخلی تضمین نشود.
تمرین صنعت:
برای هوافضا، معمولاً سفارش می دهیدAMS 5731یاAMS 5737(که معادل های هوافضایی ASTM A638 هستند اما با کنترل های دقیق تر و اندازه دانه/آزمایش پارگی اجباری). اگر از ASTM A638 به عنوان مشخصات پایه استفاده می شود، یک متخصص مهندسی تفویض شده باید مشخصات را با افزودن این الزامات تکمیلی به سفارش خرید "تعیین" کند.
