1. نطاق ASTM A638 وتعيينات الدرجات
س: تتطلب قائمة المشتريات لدينا قضبانًا مستديرة "ASTM A638 Grade 660" لتطبيق مثبتات درجات الحرارة العالية-. نحتاج أيضًا إلى قضبان Incoloy 825 لجزء آخر من التجميع. هل يمكن أن يغطي ASTM A638 كلا من A-286 و825؟
A:وهذا تمييز حاسم غالبًا ما يسبب ارتباكًا في عملية الشراء. ASTM A638 هو معيار محدد يغطي في المقام الأولكيمياء سبيكة محددة، والمعروف عالميًا باسم A-286 (UNS S66286). ولا يغطي السبائك 800 أو 825 أو 925 بالمعنى القياسي.
فيما يلي تفاصيل نطاق ASTM A638:
أستم A638/A638M:هذه هي المواصفات القياسية لـ "قضبان السبائك الفائقة ذات القاعدة الحديدية المقوية بالترسيب، والمطروقات، ومخزون المطروق لخدمة درجات الحرارة المرتفعة."
الصف 660:هذه هي تسمية الدرجة المحددة ضمن ASTM A638 والتي تتوافق مع A-286 (الكيمياء: Fe-25Ni-15Cr-2Ti-1Mo-0.3V). هذا هو الصف الأكثر شيوعا المنتجة لهذه المواصفات.
درجات أخرى:يتضمن المعيار أيضًا الدرجات 651، 652، 653، وما إلى ذلك، ولكن هذه الاختلافات هي نفس كيمياء A-286 الأساسية مع اختلافات طفيفة في المعالجة الحرارية أو عناصر التحكم في العناصر النزرة.
ماذا عن 800 و825 و925؟
سبيكة 800 (UNS N08800):هذه سبيكة صلبة-معززة بالمحلول، وليست سبيكة قابلة للتصلب بالترسيب-(ما لم تكن من النوع 800H أو 800HT، والتي لا تزال تعتمد على المحلول الصلب-وتقوية الكربيد، وليس التصلب بالترسيب مثل A-286). عادة ما يتم طلب ذلكأستم B408(شريط) أوأستم B407(أنبوب).
سبيكة 825 (UNS N08825):وهي أيضًا عبارة عن سبيكة محلول -صلبة تستخدم لمقاومة التآكل، على الرغم من أنه يمكن تقويتها بشكل معتدل عن طريق العمل البارد. أمر بهأستم B425(حاجِز).
سبيكة 925 (UNS N09925):هذايكونوهي سبيكة-قابلة للتصلب بسبب هطول الأمطار، تشبه A-286. ومع ذلك، عادة ما يتم طلب ذلكأستم B805(المعيار الخاص بقضبان سبائك النيكل القابلة للتصلب بالترسيب) أوAPI 6 أكرالخدمة حقول النفط.
ممارسة الصناعة:
إذا كنت بحاجة إلى قضيب لمثبت درجة حرارة عالية-(مثل مسمار توربيني) يتطلب قوة عالية تصل إلى 1200 درجة فهرنهايت، فيمكنك طلبهأستم A638 الصف 660 (أ-286). إذا كنت بحاجة إلى قضيب لعمود مقاوم للتآكل-في مضخة كيميائية (سبيكة 825)، فاطلبهأستم B425. سيؤدي خلط هذه المواصفات إلى الحصول على خواص ميكانيكية وكيميائية خاطئة للخدمة المقصودة.
2. مثبتات درجة الحرارة العالية - (A-286 / الدرجة 660)
س: لماذا يعتبر A-286 (الدرجة 660) وفقًا لمعيار ASTM A638 هو المعيار الافتراضي للربط عالي القوة في أنظمة العادم وأغلفة التوربينات والشواحن التوربينية للسيارات، بدلاً من الفولاذ المقاوم للصدأ مثل 304 أو 316؟
A:إن اختيار A-286 (ASTM A638 Grade 660) للمثبتات ذات درجة الحرارة العالية يكون مدفوعًا بالحاجة إلى الحفاظ على حمل التثبيت (التحميل المسبق) في درجات حرارة مرتفعة، وهي خاصية تُعرف باسممقاومة الإجهاد والاسترخاء. يفشل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي القياسي في هذا الصدد نظرًا لعدم قدرته على التصلب بالترسيب.
حدود 304/316:
يتم تلدين الفولاذ المقاوم للصدأ القياسي 304 و316 أو تشغيله على البارد-. إذا تم استخدامها كمسمار أعلى من حوالي 800 درجة فهرنهايت (427 درجة)، فإنها تخضع لعملية الاسترداد وإعادة البلورة. يختفي العمل البارد الذي منحهم القوة، ويلين البرغي، ويفقد التحميل المسبق، مما يؤدي إلى تسرب الحشية أو انفصال المفصل.
ميزة A-286 (ASTM A638):
A-286 عبارة عن سبيكة حديد-من النيكل والكروم تستمد قوتها منتصلب هطول الأمطار (الشيخوخة)وليس العمل البارد.
تقوية جاما برايم ( ′ ′) :تسمح إضافة التيتانيوم (2.0%) والألومنيوم (0.35%) للمادة بترسيب الطور المعدني الدقيق (Ni₃TiAl) أثناء التعتيق. تمنع هذه الجسيمات حركة التفكك حتى في درجات الحرارة المرتفعة.
الخواص الميكانيكية:في المحلول-المعالج والمتقادم (وفقًا لمعيار ASTM A638)، يحقق A-286 عادةً ما يلي:
قوة الشد: 130-150 كيلو لكل بوصة مربعة (896-1034 ميجاباسكال)
قوة الخضوع: 85-100 كيلو لكل بوصة مربعة (586-690 ميجا باسكال)
يتم الحفاظ على هذه الخصائص حتى حوالي 1300 درجة فهرنهايت (704 درجة).
الاستقرار الحراري:على عكس المواد المعالجة على البارد-، فإن الرواسب الموجودة في A-286 تكون مستقرة حراريًا. لن يلين البرغي تلقائيًا لأنه يصبح ساخنًا.
اتجاه الصناعة:
في الشواحن التوربينية للسيارات ومسامير مشعب العادم، حلت ASTM A638 Grade 660 إلى حد كبير محل الفولاذ المقاوم للصدأ ذو الدرجة المنخفضة-. إنه يوفر قوة التثبيت اللازمة للحفاظ على سلامة الختم على مدى آلاف الدورات الحرارية، مما يمنع تسرب العادم ويضمن الامتثال للانبعاثات.
3. عمود مقاوم للتآكل (سبيكة 825 و925)
س: نقوم بتصميم مشغل تحت سطح البحر ومضخة حقن المواد الكيميائية السطحية. كلاهما يتطلب قضبان سبائك النيكل. لماذا قد نختار ASTM B425 (السبيكة 825) لعمود المضخة ولكن ASTM B805 (السبيكة 925) لعمود المحرك، وكيف يمكن مقارنتها بـ A-286؟
A:يوضح هذا السيناريو الفرق تمامًا بين اختيار المادةمقاومة التآكل المائي(المضخات الكيميائية) مقابلخدمة تعكر بقوة عالية(المحركات تحت سطح البحر). في حين أن A-286 (ASTM A638) ممتاز للحرارة، إلا أنه غالبًا لا يكون الخيار الأول لبيئات الكلوريد أو الكبريتيد في درجة حرارة الغرفة مقارنة بمتغيرات Incoloy.
سبيكة 825 (UNS N08825) لكل ASTM B425:
آلية التعزيز:تم تعزيز الحلول الصلبة-في المقام الأول. يتم استخدامه عادة في حالة الصلب.
قوة:معتدل (العائد ~ 35-60 كيلو لكل بوصة مربعة حسب الحالة).
لماذا لعمود المضخة الكيميائية؟توفر السبائك 825 مقاومة استثنائية لمجموعة واسعة من المواد المسببة للتآكل، بما في ذلك حمض الكبريتيك، وحمض الفوسفوريك، والكلوريدات. يتم غمر عمود المضخة باستمرار في سائل العملية. الأولوية هي منع التنقر والتآكل العام، وليس تحقيق أقصى قدر من القوة. قوة 825 كافية للأحمال الالتوائية لعمود المضخة.
سبيكة 925 (UNS N09925) لكل ASTM B805:
آلية التعزيز:قابل للتصلب بالترسيب (مشابه لـ A-286، ولكن مع نسبة أعلى من Ni وMo للتآكل).
قوة:مرتفع (الإنتاجية 85-100+ ksi في الحالة القديمة).
لماذا لمشغل تحت سطح البحر؟تتطلب المحركات الموجودة تحت سطح البحر قوة عالية لتوليد قوة دفع عالية، ولكنها تتعرض أيضًا لمياه البحر وغالبًا ما تكون سوائل الإنتاج حمضية (H₂S). تم تصميم Alloy 925 خصيصًا لتلبية معايير NACE MR0175/ISO 15156 للخدمة الحامضة مع تحقيق قوة الإنتاج العالية اللازمة للمكونات الميكانيكية. تكون السبيكة 825، في حالتها الملدنة، ناعمة جدًا بالنسبة للمكونات الميكانيكية ذات الضغط العالي- للمشغل.
مقارنة بـ A-286:
يتمتع A-286 (ASTM A638) بقوة جيدة ولكنه يحتوي فقط على ~15% كروم و~1% موليبدينوم. في البيئات الشديدة الكلوريد أو ذات الرقم الهيدروجيني المنخفض، يكون أكثر عرضة للتنقر من 825 أو 925. لذلك، بالنسبةمبتلالخدمة الكيميائية، يفضل 825/925 على A-286.
4. اعتبارات المعالجة الحرارية والتصنيع الآلي
س: لقد اشترينا قضبان مستديرة ASTM A638 Grade 660 (A-286) لفلنجات الماكينة. لقد أثبت الشريط أنه صعب جدًا في الماكينة. ما هي حالة المعالجة الحرارية التي يجب أن نطلبها من المطحنة لتحسين قابلية التشغيل الآلي، وماذا نفعل بعد التشغيل الآلي؟
A:يعد هذا تحديًا شائعًا في السبائك-التي تصلب بالترسيب. تُعد حالة المعالجة الحرارية التي تطلب فيها الشريط أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق -تصنيع آلي فعال من حيث التكلفة. يسمح ASTM A638 بتوريد المواد في ظروف مختلفة، وفهم ذلك هو المفتاح لتقليل مشاكل العمل في المتجر.
شرطي التوريد المشتركين:
الحل الصلب (الشرط أ):تم تسخين الشريط إلى حوالي 1800 درجة فهرنهايت (980 درجة) وتبريده. في هذه الحالة، تكون عناصر التقسية في المحلول. المادة ناعمة نسبيًا (حوالي . 20-25 HRC) وتتمتع بأفضل قابلية للتصنيع.هذا هو الشرط الذي يجب أن تطلبه للتصنيع الخام.
الحل صلب + المسنين (الحالة ب):تمت معالجة الشريط بالمحلول ثم تم الاحتفاظ به عند درجة حرارة ~ 1325 درجة فهرنهايت (718 درجة) لمدة 16 ساعة. يؤدي هذا إلى ترسيب أشعة جاما، محققًا القوة الكاملة (حوالي . 30-35+ HRC). في هذه الحالة، تكون المادة أكثر صلابة بكثير وأكثر كشطًا عند استخدام الأدوات. التصنيع في هذه الحالة صعب ومكلف.
سير العمل الأمثل:
شراء:اطلب الشريط وفقًا لمعيار ASTM A638، مع تحديده"المحلول المصلد (الشرط أ)."
الآلات الخام:قم بإجراء معظم عمليات التشغيل الآلي (الخراطة، والحفر، والخيوط) في الحالة الصلبة الناعمة. يؤدي ذلك إلى إطالة عمر الأداة ويسمح بمعدلات إزالة أسرع للمواد.
المعالجة الحرارية للشيخوخة:بعد التصنيع، يجب إرسال الأجزاء للمعالجة الحرارية للتصلب بالترسيب (الشيخوخة). الدورة القياسية لـ A-286 هي عادةً 1325 درجة فهرنهايت ± 15 درجة فهرنهايت لمدة 16 ساعة، يليها تبريد الهواء.
الانتهاء من الآلات:بعد التعتيق، قد تكون هناك حاجة إلى قطع أو طحن خفيف للغاية لتصحيح أي تشويه ناتج عن المعالجة الحرارية.
ملاحظة الصناعة:
إذا قمت بشراء الشريط في حالة "قديمة" (الحالة ب) وحاولت تصنيع فلنجات معقدة، فإنك تخاطر بالتآكل المفرط للأداة واحتمال تخريد المواد الباهظة الثمن بسبب -التكسير الناتج عن الإجهاد.
5. المشتريات وإمكانية التتبع للخدمات الحيوية
س: نحن نستورد قضبان مستديرة من الدرجة 660 ASTM A638 لتركيب محركات الطائرات المهمة. تظهر شهادة المطحنة القياسية الكيمياء والشد. هل هذا كاف أم أننا بحاجة إلى اختبارات إضافية لضمان الأداء؟
A:بالنسبة لتطبيقات الطيران أو توليد الطاقة الحيوية، غالبًا ما تكون شهادة مطحنة ASTM A638 القياسية مجرد نقطة البداية. يتضمن "الاتجاه الجديد" في شراء الخدمات الحيوية المطالبة بالتحقق الإضافي من الخصائص التي لا تضمنها المواصفات الأساسية بشكل كامل.
الثغرات في الشهادة القياسية:
يتطلب ASTM A638 اختبار الشد في درجة حرارة الغرفة. ومع ذلك، بالنسبة لتركيب المحرك النفاث، يجب أن تعمل المادة عند درجات حرارة مرتفعة وتحت حمل مستمر.
متطلبات الشراء الإضافية ("الإضافات-الإضافات"):
اختبار الشد في درجات الحرارة المرتفعة:
يجب عليك تحديد إجراء اختبار الشد عند الحد الأقصى لدرجة حرارة التصميم (على سبيل المثال، 1200 درجة فهرنهايت / 649 درجة). في حين أنه من المعروف أن السبيكة تحتفظ بالقوة، فإن التحقق من أداء الحرارة المحددة عند درجة الحرارة أمر بالغ الأهمية للتصميم المسموح به.
اختبار تمزق الإجهاد:
يعد هذا الاختبار الأكثر أهمية بالنسبة للمثبتات التي تتحمل درجات الحرارة العالية-. يتم إخضاع عينة من حرارة الشريط لضغط محدد عند درجة حرارة معينة (على سبيل المثال، 100 كيلو لكل بوصة مربعة عند 1200 درجة فهرنهايت) ويتم قياس وقت التمزق. لدى ASTM A638 في الواقع متطلب تكميلي (S1) لاختبار تمزق الإجهاد. يجب عليك استدعاء هذا.
متطلبات:عادة، يجب أن تستمر العينة لأكثر من 100 ساعة دون أن تتمزق، مما يدل على الاستجابة المناسبة للتصلب الناتج عن هطول الأمطار.
حجم الحبوب والبنية المجهرية:
حدد متطلبات حجم الحبوب ASTM E112 (عادة رقم 5 أو أقل لـ A-286) لضمان الخواص الميكانيكية المتسقة وقابلية الفحص بالموجات فوق الصوتية.
اطلب التحقق من عدم وجود مراحل ضارة (مثل مرحلة Laves أو مرحلة Sigma) التي يمكن أن تؤدي إلى هشاشة المادة.
الفحص بالموجات فوق الصوتية (ASTM E2375):
بالنسبة للمكونات الدوارة، تعد السلامة الداخلية أمرًا بالغ الأهمية. حدد أن يتم فحص القضبان المستديرة بالموجات فوق الصوتية لفئة معينة (على سبيل المثال، الفئة AA أو A) لضمان عدم وجود مسامية أو شوائب داخلية.
ممارسة الصناعة:
بالنسبة للفضاء، عادةً ما تطلب ذلكايه ام اس 5731أوايه ام اس 5737(وهي مكافئات الفضاء الجوي لمعيار ASTM A638 ولكن مع ضوابط أكثر صرامة واختبار إلزامي لحجم الحبوب/التمزق). في حالة استخدام ASTM A638 كمواصفات أساسية، يجب على خبير هندسي مفوض "تخصيص" المواصفات عن طريق إضافة هذه المتطلبات الإضافية إلى أمر الشراء
