1. Opseg ASTM A638 i oznake razreda
P: Naša lista nabavke zahtijeva okrugle šipke "ASTM A638 Grade 660" za primjenu zatvarača na visokim temperaturama. Također su nam potrebne Incoloy 825 šipke za drugi dio sklopa. Može li ASTM A638 pokriti i A-286 i 825?
A:Ovo je kritična razlika koja često izaziva zabunu u nabavci. ASTM A638 je specifičan standard koji prvenstveno pokrivajedna specifična hemija legure, univerzalno poznat kao A-286 (UNS S66286). Ne pokriva leguru 800, 825 ili 925 u standardnom smislu.
Evo podjele ASTM A638 opsega:
ASTM A638/A638M:Ovo je standardna specifikacija za "Precipitacijsko stvrdnjavanje na bazi željeza od superlegure, otkovke i materijal za kovanje za rad na visokim{0}}temperaturama."
Ocena 660:Ovo je specifična oznaka kvaliteta unutar ASTM A638 koja odgovara A-286 (hemija: Fe-25Ni-15Cr-2Ti-1Mo-0,3V). To je najčešća klasa proizvedena prema ovoj specifikaciji.
Ostali razredi:Standard takođe uključuje razrede 651, 652, 653, itd., ali to su varijacije iste osnovne hemije A-286 sa manjim varijacijama termičke obrade ili kontrolama elemenata u tragovima.
Šta je sa 800, 825 i 925?
Legura 800 (UNS N08800):Ovo je čvrsta-legura ojačana otopinom, a ne legura koja se može očvrsnuti taloženjem-(osim ako nije varijanta 800H ili 800HT, koja se još uvijek oslanja na čvrstu-otopinu i ojačanje karbida, a ne očvršćavanje precipitacijom kao A-286). Obično se to naređujeASTM B408(bar) iliASTM B407(cijev).
Legura 825 (UNS N08825):Ovo je također prvenstveno čvrsta-legura koja se koristi za otpornost na koroziju, iako se može umjereno ojačati hladnim radom. Naređeno jeASTM B425(bar).
Legura 925 (UNS N09925):Ovojetaložni{0}}legura koja se može očvrsnuti, slična A-286. Međutim, obično se to naređujeASTM B805(standard za šipke od legura nikla koje se mogu očvrsnuti taloženjem) iliAPI 6ACRAza servis naftnih polja.
Industrijska praksa:
Ako vam je potrebna šipka za pričvršćivanje na visokim{0}}temperaturama (kao što je turbinski vijak) koji zahtijeva visoku čvrstoću do 1200 stepeni F, naručiteASTM A638 Grade 660 (A-286). Ako vam je potrebna šipka za osovinu-otpornu na koroziju u hemijskoj pumpi (Legura 825), naručiteASTM B425. Miješanje ovih specifikacija rezultirat će pogrešnim mehaničkim svojstvima i hemijom za namjeravanu uslugu.
2. Pričvršćivači za visoke temperature (A-286 / Grade 660)
P: Zašto je A-286 (Grade 660) prema ASTM A638 zadani standard za vijke visoke čvrstoće u izduvnim sistemima, kućištima turbina i automobilskim turbopunjačima, a ne nerđajući čelik kao što je 304 ili 316?
A:Odabir A-286 (ASTM A638 Grade 660) za pričvršćivače na visokim temperaturama vođen je potrebom da se održi opterećenje stezanja (prednaprezanje) na povišenim temperaturama, svojstvo poznato kaootpornost na opuštanje stresa. Standardni austenitni nehrđajući čelici ne uspijevaju u ovom pogledu zbog svoje nesposobnosti da se taložno očvrsnu.
Ograničenje 304/316:
Standardni nehrđajući čelici 304 i 316 su žareni ili hladno{2}}obrađeni. Ako se koriste kao vijak iznad približno 800 stepeni F (427 stepeni), oni prolaze kroz oporavak i rekristalizaciju. Hladni rad koji im je dao snagu nestaje, vijak omekšava, a prednaprezanje se gubi, što dovodi do curenja brtve ili razdvajanja spojeva.
Prednost A-286 (ASTM A638):
A-286 je legura gvožđa-nikl-hrom koja svoju snagu crpi izprecipitacijsko stvrdnjavanje (starenje), ne hladan rad.
Gamma Prime ( ′ ′) Jačanje:Dodatak titana (2,0%) i aluminijuma (0,35%) omogućava materijalu da istaloži finu intermetalnu fazu (Ni₃TiAl) tokom starenja. Ove čestice blokiraju kretanje dislokacija čak i na povišenim temperaturama.
Mehanička svojstva:U stanju -tretiranog i odležanog (prema ASTM A638), A-286 obično postiže:
Vlačna čvrstoća: 130-150 ksi (896-1034 MPa)
Snaga tečenja: 85-100 ksi (586-690 MPa)
Ova svojstva se održavaju do približno 1300 stepeni F (704 stepena).
Termička stabilnost:Za razliku od hladno{0}}materijala, precipitati u A-286 su termički stabilni. Vijak neće spontano omekšati samo zato što se zagrije.
Trend u industriji:
U automobilskim turbopunjačima i vijcima izduvne grane, ASTM A638 Grade 660 je u velikoj mjeri zamijenio nerđajući čelik niže-klase. Pruža potrebnu silu stezanja za održavanje integriteta zaptivke tokom hiljada termičkih ciklusa, sprečavajući curenje izduvnih gasova i osiguravajući usklađenost s emisijama.
3. Osovina otporna na koroziju (legura 825 i 925)
P: Projektiramo podmorski aktuator i površinsku pumpu za ubrizgavanje kemikalija. Oba zahtijevaju šipke od legure nikla. Zašto bismo mogli izabrati ASTM B425 (legura 825) za osovinu pumpe, a ASTM B805 (legura 925) za osovinu aktuatora, i kako se oni porede sa A-286?
A:Ovaj scenarij savršeno ilustrira razliku između odabira materijala za kojiotpornost na vodenu koroziju(hemijske pumpe) naspramkisela usluga visoke čvrstoće(podmorski aktuatori). Iako je A-286 (ASTM A638) odličan za toplinu, često nije prvi izbor za hloridna ili sulfidna okruženja na sobnoj temperaturi u poređenju sa varijantama Incoloy.
Legura 825 (UNS N08825) prema ASTM B425:
Mehanizam jačanja:Prvenstveno čvrsto{0}}rješenje ojačano. Obično se koristi u žarenom stanju.
snaga:Umjereno (Prinos ~35-60 ksi u zavisnosti od uslova).
Zašto za osovinu hemijske pumpe?Legura 825 nudi izuzetnu otpornost na širok spektar korozivnih tvari, uključujući sumpornu kiselinu, fosfornu kiselinu i kloride. Vratilo pumpe je stalno uronjeno u procesni fluid. Prioritet je sprečavanje pitinga i opšte korozije, a ne postizanje maksimalne čvrstoće. Snaga od 825 dovoljna je za torzijska opterećenja osovine pumpe.
Legura 925 (UNS N09925) prema ASTM B805:
Mehanizam jačanja:Otvrdnjava se precipitacijom (slično A-286, ali sa većim Ni i Mo za koroziju).
snaga:Visok (prinos 85-100+ ksi u odležanom stanju).
Zašto za podmorski aktuator?Podmorski aktuatori zahtijevaju veliku čvrstoću za stvaranje velikog potiska, ali su također izloženi morskoj vodi i često kiselim proizvodnim tekućinama (H₂S). Legura 925 je posebno dizajnirana da zadovolji NACE MR0175/ISO 15156 za kiselu upotrebu uz postizanje visoke čvrstoće tečenja koja je potrebna za mehaničke komponente. Legura 825, u svom žarenom stanju, previše je meka za-mehaničke komponente aktuatora pod visokim naponom.
Poređenje sa A-286:
A-286 (ASTM A638) ima dobru čvrstoću, ali sadrži samo ~15% hroma i ~1% molibdena. U teškim hloridnim ili niskim pH sredinama, podložniji je pitting od 825 ili 925. Stoga, zamokrohemijska služba, 825/925 su poželjnije u odnosu na A-286.
4. Razmatranja toplinske obrade i obrade
P: Kupili smo ASTM A638 Grade 660 (A-286) okrugle šipke za mašinske prirubnice. Šipka se pokazala veoma teškom za mašinu. Koje uvjete termičke obrade trebamo zahtijevati od mlina za optimizaciju obradivosti i šta radimo nakon obrade?
A:Ovo je uobičajen izazov sa legurama koje-otvrdnjavaju. Uvjet toplinske obrade u kojem naručujete šipku je kritičan za -efikasnu obradu. ASTM A638 omogućava isporuku materijala u različitim uvjetima, a razumijevanje ovoga je ključno za smanjenje glavobolje u radnji.
Dva uobičajena uslova nabavke:
Otopljeno rješenje (uvjet A):Šipka je zagrijana na ~1800 stepeni F (980 stepeni) i ohlađena. U ovom stanju, elementi za stvrdnjavanje su u rastvoru. Materijal je relativno mekan (cca . 20-25 HRC) i ima najbolju obradivost.Ovo je uvjet koji trebate zatražiti za grubu obradu.
Otopina žarena + odležana (stanje B):Šipka je tretirana rastvorom, a zatim ostavljena na ~1325 stepeni F (718 stepeni) 16 sati. Ovo precipitira gama prime, postižući punu snagu (približno . 30-35+ HRC). U ovom stanju, materijal je znatno tvrđi i abrazivniji za alat. Obrada u ovom stanju je teška i skupa.
Optimalni tok rada:
nabavka:Naručite šipku prema ASTM A638, navodeći"Stanje žarenog rastvora (uslov A)."
gruba obrada:Izvršite većinu mašinske obrade (tokarenje, bušenje, urezivanje navoja) u mekom, žarenom stanju. Ovo produžava vijek trajanja alata i omogućava brže skidanje materijala.
Termički tretman starenja:Nakon obrade, dijelovi se moraju poslati na termičku obradu taložnog očvršćavanja (starenja). Standardni ciklus za A-286 je tipično 1325 stepeni F ± 15 stepeni F tokom 16 sati, nakon čega sledi hlađenje vazduhom.
Završna obrada:Nakon starenja, može biti potrebno vrlo lagano završno rezanje ili brušenje kako bi se ispravilo izobličenje uslijed toplinske obrade.
Napomena o industriji:
Ako kupite šipku u "starom" stanju (uvjet B) i pokušate obraditi složene prirubnice, rizikujete prekomjerno habanje alata i potencijalno lomljenje skupog materijala zbog napona izazvanog obradom-napuklinom.
5. Nabavka i sljedivost za kritične usluge
P: Nabavljamo okrugle šipke ASTM A638 razreda 660 za kritične nosače motora aviona. Standardni mlinski sertifikat pokazuje hemiju i vlačnost. Da li je ovo dovoljno ili su nam potrebna dodatna testiranja da bismo osigurali performanse?
A:Za vazduhoplovstvo ili kritične aplikacije za proizvodnju energije, standardni ASTM A638 sertifikat za mlin je često samo početna tačka. "Novi trend" u nabavci za kritične usluge uključuje zahtjeve za dodatnu provjeru svojstava koju osnovna specifikacija ne garantuje u potpunosti.
Nedostaci u standardnom certifikatu:
ASTM A638 zahtijeva ispitivanje zatezanja na sobnoj temperaturi. Međutim, za nosač mlaznog motora, materijal mora raditi na povišenim temperaturama i pod stalnim opterećenjem.
Dodatni zahtjevi za nabavku ("Dodaci-"):
Ispitivanje rastezanja pri povišenoj temperaturi:
Trebalo bi da navedete da se test zatezanja izvede na maksimalnoj projektovanoj temperaturi (npr. 1200 stepeni F / 649 stepeni). Iako je poznato da legura zadržava čvrstoću, provjera performansi specifične topline na temperaturi je ključna za dopuštene konstrukcije.
Test rupture stresa:
Ovo je najkritičniji test za{0}}pričvršćivače na visokim temperaturama. Uzorak iz topline šipke je podvrgnut specifičnom naprezanju na specifičnoj temperaturi (npr. 100 ksi na 1200 stepeni F) i mjeri se vrijeme do pucanja. ASTM A638 zapravo ima dodatni zahtjev (S1) za ispitivanje rupture naprezanja. Ovo morate pozvati.
Zahtjev:Tipično, uzorak mora izdržati više od 100 sati bez pucanja, što pokazuje pravilan odgovor na stvrdnjavanje padavinama.
Veličina zrna i mikrostruktura:
Navedite zahtjev za ASTM E112 veličinu zrna (obično #5 ili finije za A-286) kako biste osigurali konzistentna mehanička svojstva i ultrazvučnu inspekciju.
Zatražite verifikaciju odsustva štetnih faza (kao što su Lavesova faza ili sigma faza) koje mogu napraviti krtost materijala.
Ultrazvučna inspekcija (ASTM E2375):
Za rotirajuće komponente, unutrašnja ispravnost je kritična. Navedite da se okrugle šipke ultrazvučno pregledaju na određenu klasu (npr. klasa AA ili A) kako bi se zajamčila unutrašnja poroznost ili inkluzije.
Industrijska praksa:
Za vazduhoplovstvo, obično naručujeteAMS 5731iliAMS 5737(koji su vazdušni ekvivalenti ASTM A638, ali sa strožim kontrolama i obaveznim ispitivanjem veličine zrna/rušenja). Ako koristite ASTM A638 kao osnovnu specifikaciju, delegirani inženjerski stručnjak mora "skrojiti" specifikaciju dodavanjem ovih dodatnih zahtjeva u narudžbenicu
