1. Πεδίο εφαρμογής ASTM A638 & Ονομασίες Βαθμών
Ε: Η λίστα προμηθειών μας απαιτεί στρογγυλές ράβδους "ASTM A638 Grade 660" για εφαρμογή στερέωσης υψηλής- θερμοκρασίας. Χρειαζόμαστε επίσης ράβδους Incoloy 825 για ένα άλλο μέρος της συναρμολόγησης. Μπορεί το ASTM A638 να καλύψει και τα δύο A-286 και 825;
A:Αυτή είναι μια κρίσιμη διάκριση που προκαλεί συχνά σύγχυση στις προμήθειες. Το ASTM A638 είναι ένα συγκεκριμένο πρότυπο που καλύπτει κυρίωςμια συγκεκριμένη χημεία κράματος, παγκοσμίως γνωστό ως A-286 (UNS S66286). Δεν καλύπτει το Alloy 800, 825 ή 925 με την τυπική έννοια.
Ακολουθεί η ανάλυση του πεδίου εφαρμογής ASTM A638:
ASTM A638/A638M:Αυτή είναι η τυπική προδιαγραφή για τις "Ράβδοι από υπερκράμα με βάση σιδήρου, σφυρηλάτηση και σφυρηλάτηση με βάση την κατακρήμνιση για σέρβις υψηλών- θερμοκρασίας."
Βαθμός 660:Αυτή είναι η ειδική ονομασία βαθμού εντός του ASTM A638 που αντιστοιχεί στο A-286 (χημεία: Fe-25Ni-15Cr-2Ti-1Mo-0,3V). Είναι η πιο κοινή ποιότητα που παράγεται σε αυτήν την προδιαγραφή.
Άλλοι βαθμοί:Το πρότυπο περιλαμβάνει επίσης βαθμούς 651, 652, 653 κ.λπ., αλλά αυτές είναι παραλλαγές της ίδιας βασικής χημείας A-286 με μικρές παραλλαγές θερμικής επεξεργασίας ή ελέγχους ιχνοστοιχείων.
Τι γίνεται με τα 800, 825 και 925;
Κράμα 800 (UNS N08800):Αυτό είναι ένα κράμα με στερεό-ενισχυμένο διάλυμα, όχι ένα κράμα που μπορεί να σκληρυνθεί με καθίζηση{{1} (εκτός εάν πρόκειται για την παραλλαγή 800H ή 800HT, η οποία εξακολουθεί να βασίζεται σε στερεό-διάλυμα και ενίσχυση καρβιδίου και όχι σε σκλήρυνση κατά ίζημα όπως το A-286). Συνήθως παραγγέλνεται ναASTM B408(μπαρ) ήASTM B407(σωλήνας).
Κράμα 825 (UNS N08825):Αυτό είναι επίσης κυρίως ένα στερεό-κράμα διαλύματος που χρησιμοποιείται για αντοχή στη διάβρωση, αν και μπορεί να ενισχυθεί μέτρια με κρύα εργασία. Διατάσσεται ναASTM B425(μπαρ).
Κράμα 925 (UNS N09925):Αυτόείναιένα κράμα{0}}σκληρυνόμενο με κατακρήμνιση, παρόμοιο με το A-286. Ωστόσο, συνήθως διατάσσεται ναASTM B805(το πρότυπο για ράβδους κράματος νικελίου που σκληρύνονται με καθίζηση) ήAPI 6ACRAγια υπηρεσία κοιτασμάτων πετρελαίου.
Βιομηχανική πρακτική:
Εάν χρειάζεστε μια ράβδο για έναν συνδετήρα υψηλής-θερμοκρασίας (όπως ένα μπουλόνι τουρμπίνας) που απαιτεί υψηλή αντοχή έως 1200 βαθμούς F, παραγγείλετεASTM A638 Βαθμός 660 (A-286). Εάν χρειάζεστε μια ράβδο για έναν αντιδιαβρωτικό άξονα σε μια χημική αντλία (κράμα 825), παραγγέλνετεASTM B425. Η ανάμειξη αυτών των προδιαγραφών θα έχει ως αποτέλεσμα λανθασμένες μηχανικές ιδιότητες και χημεία για την προβλεπόμενη υπηρεσία.
2. Στερεώσεις υψηλής-Θερμοκρασίας (A-286 / Βαθμός 660)
Ε: Γιατί το A-286 (Grade 660) έως το ASTM A638 είναι το προεπιλεγμένο πρότυπο για βίδες υψηλής αντοχής σε συστήματα εξάτμισης, περιβλήματα τουρμπίνας και στροβιλοσυμπιεστές αυτοκινήτων, αντί για ανοξείδωτο χάλυβα όπως το 304 ή το 316;
A:Η επιλογή του A-286 (ASTM A638 Grade 660) για συνδετήρες υψηλής θερμοκρασίας οφείλεται στην ανάγκη διατήρησης του φορτίου σύσφιξης (προφόρτισης) σε υψηλές θερμοκρασίες, μια ιδιότητα γνωστή ωςαντοχή στη χαλάρωση του στρες. Οι τυπικοί ωστενιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες αποτυγχάνουν από αυτή την άποψη λόγω της αδυναμίας τους να σκληρυνθούν με καθίζηση.
Ο περιορισμός του 304/316:
Οι τυπικοί ανοξείδωτοι χάλυβες 304 και 316 ανόπτονται ή επεξεργάζονται εν ψυχρώ. Αν χρησιμοποιηθούν ως μπουλόνι πάνω από περίπου 800 βαθμούς F (427 μοίρες ), υφίστανται ανάκτηση και ανακρυστάλλωση. Η ψυχρή εργασία που τους έδωσε τη δύναμή τους εξαφανίζεται, το μπουλόνι μαλακώνει και η προφόρτιση χάνεται, οδηγώντας σε διαρροές φλάντζας ή διαχωρισμό των αρμών.
Το πλεονέκτημα A-286 (ASTM A638):
Το A-286 είναι ένα κράμα σιδήρου-νικελίου-χρωμίου που αντλεί τη δύναμή του απόσκλήρυνση με καθίζηση (γήρανση), όχι κρύα δουλειά.
Ενίσχυση Gamma Prime (′′):Η προσθήκη τιτανίου (2,0%) και αλουμινίου (0,35%) επιτρέπει στο υλικό να καθιζάνει μια λεπτή διαμεταλλική φάση (Ni3TiAl) κατά τη γήρανση. Αυτά τα σωματίδια εμποδίζουν την κίνηση της εξάρθρωσης ακόμη και σε υψηλές θερμοκρασίες.
Μηχανικές ιδιότητες:Στην κατάσταση-επεξεργασμένη με διάλυμα και γήρανση (ανά ASTM A638), το A-286 συνήθως επιτυγχάνει:
Αντοχή εφελκυσμού: 130-150 ksi (896-1034 MPa)
Ισχύς απόδοσης: 85-100 ksi (586-690 MPa)
Αυτές οι ιδιότητες διατηρούνται μέχρι περίπου 1300 βαθμούς F (704 μοίρες).
Θερμική σταθερότητα:Σε αντίθεση με τα υλικά που έχουν επεξεργασθεί με κρύο-, τα ιζήματα στο A-286 είναι θερμικά σταθερά. Το μπουλόνι δεν θα μαλακώσει αυθόρμητα απλώς και μόνο επειδή ζεσταίνεται.
Τάση κλάδου:
Στους στροβιλοσυμπιεστές αυτοκινήτων και τις βίδες πολλαπλής εξαγωγής, το ASTM A638 Grade 660 έχει αντικαταστήσει σε μεγάλο βαθμό τους ανοξείδωτους χάλυβες κατώτερης- ποιότητας. Παρέχει την απαραίτητη δύναμη σύσφιξης για τη διατήρηση της ακεραιότητας της στεγανοποίησης σε χιλιάδες θερμικούς κύκλους, αποτρέποντας τις διαρροές καυσαερίων και διασφαλίζοντας τη συμμόρφωση με τις εκπομπές.
3. Ανθεκτικό στη διάβρωση άξονες (κράμα 825 & 925)
Ε: Σχεδιάζουμε έναν υποθαλάσσιο ενεργοποιητή και μια επιφανειακή αντλία έγχυσης χημικών. Και οι δύο απαιτούν ράβδους από κράμα νικελίου. Γιατί μπορούμε να επιλέξουμε το ASTM B425 (κράμα 825) για τον άξονα της αντλίας αλλά το ASTM B805 (κράμα 925) για τον άξονα του ενεργοποιητή και πώς συγκρίνονται με το A-286;
A:Αυτό το σενάριο δείχνει τέλεια τη διαφορά μεταξύ της επιλογής ενός υλικού γιαυδατική αντοχή στη διάβρωση(χημικές αντλίες) έναντιξινή υπηρεσία με υψηλή αντοχή(υποθαλάσσιοι ενεργοποιητές). Ενώ το A-286 (ASTM A638) είναι εξαιρετικό για τη θερμότητα, συχνά δεν είναι η πρώτη επιλογή για περιβάλλοντα χλωρίου ή θειούχου σε θερμοκρασία δωματίου σε σύγκριση με τις παραλλαγές Incoloy.
Κράμα 825 (UNS N08825) ανά ASTM B425:
Μηχανισμός Ενίσχυσης:Ενισχύθηκε κυρίως στερεά-λύση. Συνήθως χρησιμοποιείται σε κατάσταση ανόπτησης.
Δύναμη:Μέτρια (Απόδοση ~35-60 ksi ανάλογα με την κατάσταση).
Γιατί για έναν άξονα χημικής αντλίας;Το κράμα 825 προσφέρει εξαιρετική αντοχή σε ένα ευρύ φάσμα διαβρωτικών, συμπεριλαμβανομένου του θειικού οξέος, του φωσφορικού οξέος και των χλωριδίων. Ο άξονας της αντλίας είναι συνεχώς βυθισμένος στο ρευστό διεργασίας. Προτεραιότητα είναι να αποφευχθεί η διάβρωση και η γενική διάβρωση, χωρίς να επιτευχθεί η μέγιστη αντοχή. Η αντοχή του 825 είναι επαρκής για τα στρεπτικά φορτία ενός άξονα αντλίας.
Κράμα 925 (UNS N09925) ανά ASTM B805:
Μηχανισμός Ενίσχυσης:Σκληρυνόμενο με καθίζηση (παρόμοιο με το A-286, αλλά με υψηλότερα Ni και Mo για διάβρωση).
Δύναμη:Υψηλή (Απόδοση 85-100+ ksi σε κατάσταση ηλικίας).
Γιατί για έναν υποθαλάσσιο ενεργοποιητή;Οι υποθαλάσσιοι ενεργοποιητές απαιτούν υψηλή αντοχή για να δημιουργήσουν υψηλή ώθηση, αλλά εκτίθενται επίσης σε θαλασσινό νερό και συχνά ξινά υγρά παραγωγής (H2S). Το κράμα 925 έχει σχεδιαστεί ειδικά για να πληροί το NACE MR0175/ISO 15156 για ξινή εξυπηρέτηση, επιτυγχάνοντας παράλληλα την υψηλή αντοχή διαρροής που απαιτείται για τα μηχανικά εξαρτήματα. Το κράμα 825, στην ανοπτημένη του κατάσταση, είναι πολύ μαλακό για τα μηχανικά εξαρτήματα υψηλής-καταπόνησης ενός ενεργοποιητή.
Σύγκριση με το A-286:
Το A-286 (ASTM A638) έχει καλή αντοχή αλλά περιέχει μόνο ~15% χρώμιο και ~1% μολυβδαίνιο. Σε περιβάλλοντα με σοβαρό χλώριο ή χαμηλού pH, είναι πιο επιρρεπές σε κοίλωμα από 825 ή 925. Επομένως, γιαυγρόςχημική υπηρεσία, 825/925 προτιμώνται έναντι του Α-286.
4. Θερμική επεξεργασία και μηχανική επεξεργασία
Ε: Αγοράσαμε στρογγυλές ράβδους ASTM A638 Grade 660 (A-286) σε φλάντζες μηχανής. Η μπάρα αποδεικνύεται πολύ σκληρή στη μηχανή. Ποιες συνθήκες θερμικής επεξεργασίας πρέπει να ζητήσουμε από το μύλο για να βελτιστοποιήσουμε τη μηχανική κατεργασία και τι κάνουμε μετά την κατεργασία;
A:Αυτή είναι μια συνηθισμένη πρόκληση με τα κράματα που σκληραίνουν με κατακρήμνιση-. Η κατάσταση θερμικής επεξεργασίας στην οποία παραγγείλετε τη ράβδο είναι κρίσιμη για-οικονομική κατεργασία. Το ASTM A638 επιτρέπει την παροχή του υλικού σε διαφορετικές συνθήκες και η κατανόηση αυτού είναι το κλειδί για τη μείωση των πονοκεφάλων στο κατάστημα.
Οι δύο συνήθεις όροι προμήθειας:
Ανοπτημένο διάλυμα (Συνθήκη Α):Η ράβδος έχει θερμανθεί στους ~1800 βαθμούς Φ (980 μοίρες) και έχει ψυχθεί. Σε αυτή την κατάσταση, τα σκληρυντικά στοιχεία βρίσκονται σε διάλυμα. Το υλικό είναι σχετικά μαλακό (περίπου. 20-25 HRC) και έχει την καλύτερη μηχανική ικανότητα.Αυτή είναι η συνθήκη που πρέπει να ζητήσετε για πρόχειρη κατεργασία.
Διάλυμα Ανοπτημένο + Παλαιωμένο (Συνθήκη Β):Η ράβδος υποβλήθηκε σε επεξεργασία με διάλυμα και στη συνέχεια παλαιώθηκε στους ~1325 βαθμούς F (718 βαθμούς ) για 16 ώρες. Αυτό επιταχύνει το γάμμα prime, επιτυγχάνοντας πλήρη αντοχή (περίπου. 30-35+ HRC). Σε αυτή την κατάσταση, το υλικό είναι σημαντικά σκληρότερο και πιο λειαντικό στα εργαλεία. Η κατεργασία σε αυτή την κατάσταση είναι δύσκολη και δαπανηρή.
Η βέλτιστη ροή εργασίας:
Προμήθεια:Παραγγείλετε τη γραμμή στο ASTM A638, προσδιορίζοντας"Συνθήκη ανόπτησης διαλύματος (Συνθήκη Α)."
Ακατέργαστη Μηχανική:Εκτελέστε την πλειονότητα της μηχανικής κατεργασίας (στροφή, διάτρηση, σπείρωμα) σε μαλακή, ανοπτημένη κατάσταση. Αυτό παρατείνει τη διάρκεια ζωής του εργαλείου και επιτρέπει ταχύτερους ρυθμούς αφαίρεσης υλικού.
Θερμική θεραπεία γήρανσης:Μετά τη μηχανική κατεργασία, τα εξαρτήματα πρέπει να αποσταλούν για τη θερμική επεξεργασία σκλήρυνσης (γήρανσης) καθίζησης. Ο τυπικός κύκλος για το A-286 είναι τυπικά 1325 βαθμοί F ± 15 βαθμοί F για 16 ώρες, ακολουθούμενος από ψύξη με αέρα.
Τελική Μηχανική:Μετά τη γήρανση, μπορεί να απαιτηθεί πολύ ελαφρύ φινίρισμα ή λείανση για να διορθωθεί οποιαδήποτε παραμόρφωση από τη θερμική επεξεργασία.
Σημείωση κλάδου:
Εάν αγοράσετε τη ράβδο σε κατάσταση "παλαιωμένη" (Συνθήκη Β) και προσπαθήσετε να επεξεργαστείτε σύνθετες φλάντζες, υπάρχει κίνδυνος υπερβολικής φθοράς του εργαλείου και πιθανής απόρριψης ακριβού υλικού λόγω ρωγμών που προκαλείται από την κατεργασία-.
5. Προμήθεια & Ιχνηλασιμότητα για Κρίσιμη Υπηρεσία
Ε: Προμηθεύουμε στρογγυλές ράβδους ASTM A638 Grade 660 για κρίσιμες βάσεις κινητήρων αεροσκαφών. Το πρότυπο πιστοποιητικό μύλου δείχνει χημεία και εφελκυσμό. Είναι αυτό αρκετό ή χρειαζόμαστε πρόσθετες δοκιμές για να διασφαλίσουμε την απόδοση;
A:Για την αεροδιαστημική ή τις κρίσιμες εφαρμογές παραγωγής ενέργειας, το τυπικό πιστοποιητικό μύλου ASTM A638 είναι συχνά μόνο το σημείο εκκίνησης. Η «νέα τάση» στις προμήθειες για κρίσιμες υπηρεσίες περιλαμβάνει την απαίτηση πρόσθετης επαλήθευσης των ιδιοτήτων που η βασική προδιαγραφή δεν εγγυάται πλήρως.
Τα κενά στο τυπικό πιστοποιητικό:
Το ASTM A638 απαιτεί δοκιμή εφελκυσμού σε θερμοκρασία δωματίου. Ωστόσο, για μια βάση κινητήρα τζετ, το υλικό πρέπει να λειτουργεί σε υψηλές θερμοκρασίες και υπό παρατεταμένο φορτίο.
Πρόσθετες απαιτήσεις προμήθειας (Οι "Προσθήκες-"):
Δοκιμή εφελκυσμού σε αυξημένη θερμοκρασία:
Θα πρέπει να διευκρινίσετε ότι μια δοκιμή εφελκυσμού πραγματοποιείται στη μέγιστη θερμοκρασία σχεδιασμού (π.χ. 1200 βαθμοί F / 649 βαθμοί ). Ενώ το κράμα είναι γνωστό ότι διατηρεί αντοχή, η επαλήθευση της απόδοσης της ειδικής θερμότητας σε θερμοκρασία είναι ζωτικής σημασίας για τα επιτρεπόμενα σχεδιαστικά.
Δοκιμή ρήξης καταπόνησης:
Αυτή είναι η πιο κρίσιμη δοκιμή για συνδετήρες υψηλής- θερμοκρασίας. Ένα δείγμα από τη θερμότητα της ράβδου υποβάλλεται σε μια συγκεκριμένη τάση σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία (π.χ. 100 ksi στους 1200 βαθμούς F) και μετράται ο χρόνος έως τη ρήξη. Το ASTM A638 έχει στην πραγματικότητα μια συμπληρωματική απαίτηση (S1) για τη δοκιμή ρήξης καταπόνησης. Πρέπει να το επικαλεστείτε αυτό.
Απαίτηση:Συνήθως, το δείγμα πρέπει να διαρκέσει περισσότερες από 100 ώρες χωρίς ρήξη, αποδεικνύοντας τη σωστή απόκριση σκλήρυνσης της καθίζησης.
Μέγεθος κόκκου και μικροδομή:
Καθορίστε μια απαίτηση μεγέθους κόκκου ASTM E112 (συνήθως #5 ή λεπτότερο για το A-286) για να διασφαλίσετε σταθερές μηχανικές ιδιότητες και δυνατότητα επιθεώρησης υπερήχων.
Ζητήστε επαλήθευση της απουσίας επιβλαβών φάσεων (όπως η φάση Laves ή η φάση σίγμα) που μπορεί να ευθραυστοποιήσουν το υλικό.
Επιθεώρηση με υπερήχους (ASTM E2375):
Για τα περιστρεφόμενα εξαρτήματα, η εσωτερική σταθερότητα είναι κρίσιμη. Προσδιορίστε ότι οι στρογγυλές ράβδοι θα επιθεωρούνται με υπερήχους σε μια συγκεκριμένη κατηγορία (π.χ. Κατηγορία ΑΑ ή Α) για να εξασφαλιστεί ότι δεν υπάρχει εσωτερικό πορώδες ή εγκλείσματα.
Βιομηχανική πρακτική:
Για την αεροδιαστημική, συνήθως παραγγέλνετεAMS 5731ήAMS 5737(τα οποία είναι τα αεροδιαστημικά ισοδύναμα του ASTM A638 αλλά με αυστηρότερους ελέγχους και υποχρεωτική δοκιμή μεγέθους κόκκων/θραύσης). Εάν χρησιμοποιείτε το ASTM A638 ως βασική προδιαγραφή, ένας εξουσιοδοτημένος ειδικός μηχανικός πρέπει να "προσαρμόσει" την προδιαγραφή προσθέτοντας αυτές τις συμπληρωματικές απαιτήσεις στην παραγγελία αγοράς
