Incoloy Alaşımlı Çubuk malzemelerinin ve özelliklerinin ayrıntılı analizi

Bir çubuk siparişi üç karardan oluşur ve katalog sayfalarının çoğu yalnızca ilkine cevap verir. Sınıf bir karardır. Tedarik durumu ikincisidir. Sertifikanın yazılacağı spesifikasyon üçüncüsüdür. Sınıfı belirleyip diğer ikisini fabrikaya bırakan bir alıcı malzeme satın almamıştır ve fatura bunu kanıtlayacaktır.

En net gösterim alaşım 800'dür, çubuk formunda. Aynı kimya, oda sıcaklığında test edildiğinde, 980 °C'de tavlandığında 250 MPa, sıcak haddelenmişken 445 MPa ve soğuk çekilmişken 690 MPa akma dayanımı verir. Çekme dayanımı, aynı üç koşulda 590'dan 665'e, 771 MPa'ya yükselir ve sertlik ilk ikisi arasında 138'den 198 HB'ye yükselir. Kompozisyonda hiçbir şey değişmedi. İşlem değişti.

Bu yayılım, Incoloy alaşımlı çubuk malzemeleri ve özellikleri başlıklı bir sayfanın kendi konusuna ilişkin bir uyarı ile başlamasının nedenidir. Bir çubuk sınıfı için tek bir özellik seti yoktur. Belirli bir sınıfta, belirli bir koşulda ve belirli bir test sıcaklığında bir özellik seti vardır ve bunun dışındaki her şey ortalaması alınmaması gereken şeylerin ortalamasıdır.

Bu sayfa, çubuk olarak tedarik edilen üç Incoloy ailesini, her birinin hangi koşullarda satın alındığını, her birinin doğru cevap olmaktan çıktığı sıcaklığı ve sertifika anlamlı hale gelmeden önce bir satın alma siparişinde görünmesi gereken dört öğeyi kapsamaktadır.

Incoloy, nikel-demir-krom alaşımları ailesini kapsayan Special Metals grubunun bir ticari markasıdır. Bir sınıf değildir. Bu ailenin üç üyesi yaygın olarak çubuk ve lama formunda tedarik edilir ve üç farklı iş için kullanılır.

800 serisi, yaklaşık %32 nikel ve %21 krom içeren östenitik bir nikel-demir-krom alaşımıdır ve grubun ısıya dayanıklı üyesidir. Alaşım 825, nikeli %38 ila %46 aralığına yükseltir ve molibden ve bakır ekler, bu da onu sülfürik asit, fosforik asit ve deniz suyu için sulu korozyon alaşımı haline getirir. Alaşım 925, 825 tabanını korur ve titanyum ve alüminyum'u yükseltir, bu da onu çökelme sertleşebilir hale getirir ve iki aşamalı bir ısıl işlemden sonra akma dayanımını 271 MPa'dan 832 MPa'ya çıkarır.

Bu tablodan herhangi bir özellik tartışılmadan önce iki şey çıkar. Birincisi, Incoloy çubuk için bir sorgunun bir aile adlandırdığı ve başka bir şey olmadığıdır, bu nedenle ilk yanıt hangi sınıf hakkında bir soru olmalıdır. İkincisi, 800 satırının neredeyse aynı kimyaya sahip üç UNS numarası içerdiği ve aralarındaki farkın bir karbon aralığı, bir alüminyum ve titanyum toplamı ve bir tane boyutu olduğudur. Bunlar kozmetik farklılıklar değildir ve yalnızca kimyayı bildiren bir sertifikada görünmezler.

Aşağıdaki tablo, oda sıcaklığında altı çubuk ve lama ürününü yan yana koymaktadır. Altıdan beşi, daha önce açıklanan aynı üç ailedir. Altıncısı, üçüncü bir koşuldaki aynı 800 kimyasıdır, bu da egzersizin amacıdır.

Bu tablodaki akma dayanımı aralığı 250 ila 832 MPa'dır, 3.3 katı ve bu aralığın yalnızca bir kısmı alaşımı değiştirmekten kaynaklanmaktadır. Yalnızca 800 sütunu, kimya sabit tutularak 250 ila 690 MPa'yı kapsar. İki veri sayfasından 800'ün akma dayanımını 925'in akma dayanımı ile karşılaştıran bir alıcı, tavlanmış bir çubuk ile yaşlandırılmış bir lama'yı karşılaştırır ve 925'in, farkın çoğunun bir fırın programı olduğu daha güçlü bir alaşım olduğu sonucuna varır.

Pratik okuma basittir. Tasarımın 800'den 700 MPa'ya ihtiyaç duyduğu yerde cevap soğuk çekilmiş çubuktur ve aynı satın alma %17 uzama ve o koşul için yayınlanmayan bir sertlik getirir. Şekillendirilmiş veya kaynaklanmış bir parça için sünekliğe ihtiyaç duyulduğunda cevap 250 MPa'da 138 HB'de tavlanmış çubuktur ve çizim daha düşük mukavemeti kabul etmelidir. İkisi aynı sınıftır ve birbirinin yerine geçemezler.

Aynı mantık 825 satırını da açıklar. Tavlanmış lama 324 MPa akma dayanımında oturur, bu da bir korozyon alaşımı için düşüktür ve bülten alaşımın soğuk işleme ile önemli ölçüde güçlendirilebileceğini belirtir. Aynı sınıftaki soğuk çekilmiş boru, %15 uzama ile 889 MPa akma dayanımına ulaşır. Tavlanmış dayanımından daha fazlasına ihtiyaç duyan bir lama siparişi, soğuk çekilmiş bir koşul istemeli ve boru verilerinin gösterdiği süneklik kaybının aynısını kabul etmelidir.

Alaşım 800, 1950'lerde nispeten düşük bir nikel içeriğine sahip ısıya dayanıklı bir alaşım olarak piyasaya sürüldü ve son detayın nedeni o zamanki stratejik bir nikel tahsisidir. 1963'te basınçlı kaplar için onaylandı ve onay, seriyi hala yöneten ayrımı getirdi: 1. sınıf yaklaşık 980 °C'de tavlanmış ve 2. sınıf yaklaşık 1.150 °C'de tavlanmış. İkinci sınıf 800H oldu.

İkinci sınıfın nedeni sürünmedir. Alaşım 800, yaklaşık 816 °C'ye kadar hizmet için tasarlanmıştır ve bu sıcaklıklarda tasarım normalde çekme özelliklerine dayanır. Bu sıcaklığın üzerinde tasarım, kopma ve sürünme ile yönetilir ve her ikisi de tane boyutuna ve karbon içeriğine yanıt verir. Kaba bir tane yapısı, ince bir taneden daha iyi tane sınırı kaymasını taşır ve daha yüksek bir karbon seviyesi, sınırları sabitleyen karbür ağını destekler. Alaşım 800H, her ikisini de gerektirmek için yazılmıştır ve spesifikasyonu %0.05 ila %0.10 karbon aralığı ile ASTM 5 veya daha kaba ortalama tane boyutu talep eder.

Alaşım 800HT, aynı zarf içinde daha fazla bir kısıtlamadır, alüminyum ve titanyumun üst aralıkta tutulması için piyasaya sürülmüştür, burada sürünme ve kopma özellikleri daha yüksektir. Kimyası 800H limitleri dahilindedir, alüminyum artı titanyumu 800H için %0.30 ila %1.20'ye karşı %0.85 ila %1.20'dir ve ısıl işlemi minimum 2.100 °F (1.149 °C)'dir.

Son sütun ticari sorunlara neden olan sütundur. Alaşım 800HT, hem N08811 hem de N08810 gereksinimlerini karşılar ve bunlardan birine veya her ikisine birden sertifikalandırılabilir. Tersine olmaz. N08810'a göre üretilen malzeme, ek alüminyum, titanyum ve ısıl işlem gereksinimlerini karşılamadığı sürece N08811 olarak sertifikalandırılamaz ve 800H'yi 800HT'nin yerine ikame olarak sunan bir tedarikçi farklı bir tasarım stresi sunmuştur.

Tane boyutu, aynı nedenle satın alma siparişinde yer almalıdır. Son tavlamanın ve öncesindeki sıcak işleme miktarının bir sonucudur ve kimya sertifikasında geri kazanılamaz. Yalnızca bileşime göre 800H sipariş eden bir alıcı, kimyanın her unsurunu karşılayan ve tasarımın varsaydığı sürünme ömrünü sağlamayan ince taneli bir lama alabilir.

825 sınıfı farklı bir tekliftir. Molibden, bakır ve titanyum içeren bir nikel-demir-krom alaşımıdır ve eklemeler sulu korozyona yöneliktir. Krom, nitrik asit ve nitratlar gibi oksitleyici ortamları kapsar. Molibden ve bakır, sülfürik ve fosforik asitler gibi indirgeyici ortamları kapsar. Molibden ayrıca çukurlaşma ve yarık korozyonuna karşı direnci artırır. Titanyum, doğru ısıl işlemle, alaşımı taneler arası korozyona duyarlılığa karşı stabilize eder.

Sıcaklık sınırı, katalog sayfalarının eksik bıraktığı kısımdır. Alaşım bülteni, yaklaşık 1.000 °F (540 °C) üzerindeki maruziyetin mikro yapısal değişikliklere ve sünekliği ve darbe dayanımını önemli ölçüde düşüren faz oluşumuna neden olabileceğini ve bu nedenle alaşımın normalde sürünme-kopma özelliklerinin tasarım faktörleri olduğu sıcaklıklarda kullanılmadığını belirtir. Bu, belirli bir ürün formu için bir indirim değildir. Alaşım hakkında bir ifadedir.

Bir çubuk alıcısı için sonuç, 825'in bir tesisin korozyon tarafına ait olması ve sıcak tarafına ait olmamasıdır. Sülfürik asit hizmetindeki bir ısı eşanjörü tüpü, bir valf gövdesi veya bir pompa mili onun uygulamasıdır. 700 °C'de çalışan bir destek değildir ve analizdeki nikel miktarı bunu değiştirmez.

Isıl işlem de burada önemlidir. Fabrika ürünleri, stabilizasyon, korozyon direnci, mekanik özellikler ve şekillendirilebilirlik kombinasyonunu geliştirmek için işlenir. Sonraki tavlamalar 1.700 ila 1.800 °F (930 ila 980 °C) arasında olmalı, ardından hızlı hava soğutma veya su verme yapılmalıdır. Ağır kesitler, sıcak işleme sıcaklığından soğurken duyarlı hale gelebilir ve daha sonra belirli ortamlarda taneler arası korozyona maruz kalabilir, bu durumda stabilizasyon tavlaması direnci geri kazandırır. Bir imalatçı dükkanında yeniden işlenen ve havada soğumaya bırakılan bir lama, satın alındığı özelliği kaybetmiş bir lama'dır.

Alaşım 925, 825 tabanıdır, titanyum %0.6 ila %1.2 aralığından %1.9 ila %2.4 aralığına yükseltilmiş ve %0.1 ila %0.5 alüminyum eklenmiştir. Bu iki element, korozyon eklemesi değil, güçlendirme eklemesidir. Isıl işlem, gama primini, Ni3(Al, Ti)'yi çökelterek, bu çökelti, akma dayanımını çözelti tavlanmış koşuldaki 271 MPa'dan yaşlandırmadan sonra 832 MPa'ya çıkaran şeydir.

Bu ayrım yaygın bir tanımı düzeltir. 925 sınıfı genellikle korozyon ve çukurlaşma direnci için ek alaşımlı 825 olarak sunulur. Molibden ve bakır, korozyon eklemeleridir ve 825'teki ile aynıdır. Titanyum ve alüminyum güç için oradadır. İki sınıfın korozyon direnci yakındır, bu da alaşım bültenindeki ekşi hizmet verileri gösterir: serbest kükürtlü ekşi otoklav testinde, 925 iki çözeltide 1.1 ve 1.2 mpy ve 825'te 1.1 ve 1.6 mpy, tip 316 paslanmaz çelik için 3.9 ve 4.5 mpy'ye karşı korozyona uğradı.

Isıl işlem iki aşamaya sahiptir ve her ikisi de bir çubuk siparişi için önemli olan toleranslara sahiptir. Çözelti tavlama, minimum 30 dakika ve maksimum 4 saat boyunca 1.800 ila 1.900 °F (980 ila 1.040 °C) arasında yapılır, 1 inç (25 mm) ve altındaki kesitler için hava soğutmaya eşdeğer veya daha hızlı soğutma ve 1 inç üzerindeki tüm boyutlar için su verme yapılır. Yaşlandırma, 6 ila 9 saat boyunca 1.350 ila 1.380 °F (732 ila 749 °C) arasında devam eder, fırında 1.150 °F (621 °C)'ye kadar soğutulur, ardından toplam yaşlandırma süresi 18 saat boyunca 8 °C artı veya eksi 621 °C'de tutulur.

Çap sütunu alıcıları şaşırtan kısımdır. Özellik limitleri ürün formu ve boyuta göre yazılır ve sıcak işlenmiş rota, test çubuğu işlemin farklı bir parçasından geldiği için soğuk işlenmiş rotadan daha yüksek bir minimum akma değerine sahiptir. Çap aralığı olmadan minimum akma değerini belirten bir satın alma siparişi, kesilen lama'ya uygulanmayabilecek bir sayı belirtmiştir.

İşleme dizisi ikinci pratik sonuçtur. Kaba işleme yaş sertleştirmeden önce ve bitirme işleminden sonra yapılır, çünkü alaşım çözelti tavlanmış ve yaşlandırılmış koşullarda iyi, aradaki koşullarda ise kötü işlenir. Bülten bozulma konusunda daha ileri gider: bir lama'yı yaklaşık 25 mm'nin altındaki bir duvar kalınlığına kadar deldikten sonra, tornalama 0.010 inç (0.25 mm) kadar bozulmaya neden oldu ve birkaç hafta bekletilerek veya tornalamadan önce 1.150 °F (621 °C)'de 2 saat yeniden ısıtılarak kaçak giderildi veya önemli ölçüde azaltıldı. Tek bir kurulumda delme ve bitirme yapan bir dükkan, malzemenin tutamayacağı bir toleransı tutacaktır.

Kaynak kendi kısıtlamasını taşır. Eşleşen 725NDUR dolgu metali ile gaz tungsten ark ve gaz metal ark kaynağı önerilen rotalardır ve altı kaynak ve korumalı metal ark kaynağı bu sınıf için önerilmez. Kaynaklı bir montaj haline gelen bir çubuk, etrafında tasarlanmalıdır.

Grup için yaygın bir iddia, bu çubukların, sınıfa bağlı olarak, genellikle 1.000 °C'yi aşan sıcaklıklarda mukavemetini koruduğudur. Bu cümle, üç alaşım bülteniyle temas ettiğinde ayakta kalmaz. Alaşım 825 yaklaşık 540 °C ile sınırlıdır. Alaşım 925, yaklaşık 650 °C'ye kadar mukavemetini korur. Alaşım 800, 816 °C'ye kadar tasarlanmıştır ve bunun üzerinde cevap, aynı aile içinde farklı bir ısıl işlemdir, daha yüksek bir sıcaklıkta aynı çubuk değildir.

1.000 °C rakamının geldiği yer, 800H ve 800HT sınıflarının sürünme ve kopma testleridir, bu da tasarım aralığının oldukça üzerindeki sıcaklıklarda rapor edilir. Bir test sıcaklığı bir hizmet sıcaklığı değildir. 1.000 °C'deki yüklü bir çubuk, bu ailenin her sınıfının tasarım temelinin dışındadır ve böyle bir rakamı belirten bir spesifikasyon laboratuvarı fırınla karıştırmıştır.

Beş öğe, sertifikanın parça ile eşleşip eşleşmediğini belirler. Birincisi, ticaret adı tek başına kimyayı sabitlemediği için UNS numarası ile sınıftır. İkincisi, tavlanmış, sıcak haddelenmiş, soğuk çekilmiş veya çözelti tavlanmış ve yaşlandırılmış olarak yazılan tedarik koşuludur, sonuncusu geçerliyse yaşlandırma işlemi ile birlikte. Üçüncüsü, yalnızca 800H ve 800HT için tane boyutudur, çünkü son tavlamanın bir sonucudur ve kimyada değildir. Dördüncüsü, özellik temelidir, yani test sıcaklığı ve değerlerin minimum mu yoksa tipik mi olduğu anlamına gelir. Beşincisi denetim belgesidir.

925 satırı dikkate değerdir. Alaşım bülteni, ürün için üç belge adlandırır ve ayrı bir ASTM çubuk ve lama spesifikasyonu adlandırmaz, bu nedenle birini icat eden bir satın alma siparişi bir belge icat etmiştir. Sınıfın özellik limitleri üretici spesifikasyonu HA 46'dan, basınçlı kap temeli ise Kod Durumu 2218'den gelir. 925 için bir ASTM referansı isteyen bir alıcı, tedarikçinin hangisine sertifikalandırdığını belirtmelidir.

Sertifikanın kendisi, partiden gerçek test sonuçlarını içeren ve üreticinin bağımsız denetim temsilcisi tarafından onaylanan bir EN 10204 3.1 belgesi olmalıdır. 2.2 sertifikası, spesifik olmayan denetim sonuçlarını rapor eder ve aynı belge değildir ve parça bir basınç sınırına girecekse fark önemlidir.

DLX, Incoloy sınıflarını Changzhou, Jiangsu'dan çubuk ve lama olarak tedarik eder, aynı zamanda 0.025 mm'den tel ve 0.50 mm'den 2.5 mm'ye kadar şerit olarak aynı aileleri tedarik eder, burada uygulama farklı bir forma geçer. Siparişler, satın alma siparişinde belirtilen standarda göre üretilir, talep üzerine EN 10204 3.1 sertifikası ve test sonuçlarına izlenebilir ısı numarası ile.

İki soru çoğu teklifi belirler. Birincisi koşuldur, çünkü tavlanmış 800 için bir fiyat, soğuk çekilmiş 800 için bir fiyat değildir. İkincisi, sınıfın bir tane boyutu gereksinimi olup olmadığıdır, çünkü 800H ve 800HT bir tane boyutu olmadan teklif edilemez.

Cevap, ticaret adına değil, çevreye bağlıdır. 600 °C üzerindeki bir fırın parçası veya ısı eşanjörü için 800 serisi adaydır, 816 °C üzerindeyse 800H veya 800HT'dir. Yaklaşık 540 °C altındaki sülfürik asit, fosforik asit veya deniz suyu için 825 adaydır. 724 MPa minimum akma dayanımı ve ekşi hizmet direnci gerektiren bir kuyu dibi veya kuyu başı parçası için 925 adaydır.

Sürünme ve kopma tane sınırlarına ve karbürlere bağlı olduğundan ve 800H %0.05 ila %0.10 karbon aralığı ile ASTM 5 veya daha kaba ortalama tane boyutu gerektirdiğinden. Kaba tane sınır kaymasını azaltır ve karbon sınırları sabitleyen karbür ağını destekler. Alaşım 800'ün bu gereksinimleri yoktur, bu nedenle 816 °C üzerindeki tasarım temeli aynı değildir.

Hayır. Alaşım bülteni onu yaklaşık 540 °C ile sınırlar, bunun üzerinde faz oluşumu sünekliği ve darbe dayanımını önemli ölçüde düşürür ve alaşımın normalde sürünme-kopma özelliklerinin tasarım faktörleri olduğu yerlerde kullanılmadığını belirtir. Sınır, alaşımın bir özelliğidir ve çubuk, lama, tüp ve sacın tümüne uygulanır.

Yaşlandırma, gama primini, Ni3(Al, Ti)'yi çökelterek, akma dayanımını çözelti tavlanmış koşuldaki 271 MPa'dan 832 MPa'ya çıkarır. 980 ila 1.040 °C'de çözelti tavlamadan sonra, 732 ila 749 °C'de 6 ila 9 saat boyunca yapılır, ardından 621 °C'ye kadar fırında soğutulur ve toplam 18 saat yaşlandırma süresi için 621 °C artı veya eksi 8 °C'de tutulur. Kaba işleme yaşlandırmadan önce ve bitirme işleminden sonra yapılır.

Daha güçlü bir 825'tir ve ikisinin korozyon direnci yakındır. 925'teki titanyum ve alüminyum eklemeleri gama prim reaksiyonu içindir. İndirgeyici asitlere karşı direnci taşıyan molibden ve bakır, her iki sınıfta da aynıdır. Serbest kükürtlü ekşi otoklav testinde iki alaşım benzer oranlar kaydetti ve her ikisi de tip 316 paslanmaz çeliğin oldukça altındaydı.

Yalnızca koşul ve test sıcaklığı eşleştiğinde. Aynı 800 kimyası, tavlanmış 250 MPa, sıcak haddelenmiş 445 MPa ve soğuk çekilmiş 690 MPa akma dayanımı verir. Tavlanmış bir 800 sayfa değeri ile soğuk çekilmiş bir 800 çubuk değeri arasındaki karşılaştırma, iki işlemin bir karşılaştırmasıdır ve alaşım karşılaştırmadan kaybolur.

Incoloy çubuk ailesi üç işi kapsar. 800 serisi ısıya dayanıklı üyedir ve üç UNS numarası karbon, alüminyum ve titanyum ve tane boyutu ile farklılık gösterir, tane boyutu 816 °C üzerindeki sürünme tasarım stresini taşır. Alaşım 825 sulu korozyon üyesidir, katalog sayfalarının genellikle eksik bıraktığı yaklaşık 540 °C'de bir tavana sahiptir. Alaşım 925 yaş sertleşebilir üyedir, iki aşamalı bir işlemden sonra 832 MPa akma dayanımına ve ürün formu ve çapa göre yazılmış bir özellik tablosuna sahiptir.

Onları birbirine bağlayan özellik, bu sınıfların hiçbirinin koşulsuz bir güce sahip olmamasıdır. Aile genelinde 250 ila 832 MPa ve tek bir sınıf içinde 250 ila 690 MPa'lık yayılım, sınıfların çoğunun arasındaki farktan daha büyüktür. Sınıfı, koşulu, geçerli olduğu yerde tane boyutunu ve sertifikayı adlandıran bir satın alma siparişi bir malzeme belirtmiştir. Bir ticaret adı adlandıran bir tane, bir aile belirtmiştir.