인콜로이 합금 막대기의 재료와 특성에 대한 자세한 분석

로드 주문은 세 가지 결정으로 이루어지며 대부분의 카탈로그 페이지는 첫 번째 결정에만 답변합니다. 성적은 하나의 결정이다. 공급조건은 두 번째이다. 인증서가 작성될 사양은 세 번째입니다. 등급을 정하고 나머지 두 개는 공장에 맡기는 구매자는 자재를 구매하지 않은 것이며 송장을 통해 이를 증명할 수 있습니다.

가장 명확한 시연은 막대 형태의 합금 800입니다. 실온에서 테스트한 동일한 화학 물질은 980°C에서 어닐링 시 250MPa, 열간 압연 시 445MPa, 냉간 인발 시 690MPa의 항복 강도를 제공합니다. 인장 강도는 동일한 세 가지 조건에서 590에서 665, 771MPa로 이동하고 경도는 처음 두 조건 사이에서 138에서 198HB로 이동합니다. 구성에는 아무것도 바뀌지 않았습니다. 처리는 했습니다.

이것이 바로 Incoloy 합금봉의 재료 및 특성이라는 제목의 페이지가 해당 주제에 대한 경고로 시작되어야 하는 이유입니다. 로드 등급에 대한 단일 속성 집합은 없습니다. 명명된 테스트 온도에서 명명된 조건의 등급에 대한 속성 집합이 있으며, 그 밖의 모든 항목은 평균화되어서는 안되는 항목의 평균입니다.

이 페이지에서는 막대로 제공되는 세 가지 Incoloy 제품군, 각 제품의 구매 조건, 각 제품이 정답이 아닌 온도, 인증서가 의미를 갖기 전에 구매 주문서에 표시되어야 하는 4가지 항목을 다룹니다.

Incoloy는 니켈-철-크롬 합금 계열을 다루는 특수 금속 그룹의 상표입니다. 등급이 아닙니다. 해당 제품군의 세 구성원은 일반적으로 막대 및 막대 형태로 공급되며 세 가지 다른 작업에 사용됩니다.

800 시리즈는 약 32%의 니켈과 21%의 크롬을 함유한 오스테나이트계 니켈-철-크롬 합금으로, 그룹 내 내열성 부재입니다. 합금 825는 니켈을 38~46% 범위로 높이고 몰리브덴과 구리를 첨가하여 황산, 인산 및 해수에 대한 수성 부식 합금으로 만듭니다. 합금 925는 825 베이스를 유지하고 티타늄과 알루미늄을 높여 석출 경화가 가능하게 하며 2단계 열처리 후 항복 강도를 271MPa에서 832MPa로 높입니다.

속성을 논의하기 전에 해당 표에서 두 가지 사항을 따릅니다. 첫 번째는 인콜로이 로드에 대한 문의에는 가족 이름만 있고 다른 이름은 없으므로 첫 번째 답변은 어떤 등급에 대한 질문이어야 합니다. 두 번째는 800 라인에는 화학적 성질이 거의 동일한 3개의 UNS 번호가 포함되어 있으며, 그 차이는 탄소 범위, 알루미늄 및 티타늄 합계, 입자 크기입니다. 이는 외관상의 차이가 아니며 화학만을 보고하는 인증서에는 표시되지 않습니다.

아래 표에는 실온에서 6개의 막대 및 막대 제품이 나란히 놓여 있습니다. 6개 중 5개는 이미 설명한 것과 동일한 세 계열입니다. 여섯째는 세 번째 조건에서 동일한 800화학인데, 이것이 연습의 포인트이다.

해당 표의 항복 강도 범위는 250~832MPa(3.3배)이며 해당 범위의 일부만 합금 변경으로 인해 발생합니다. 800 컬럼은 화학적 성질을 일정하게 유지하면서 250~690 MPa를 단독으로 처리합니다. 두 개의 데이터 시트에서 800의 항복 강도와 925의 항복 강도를 비교하는 구매자는 어닐링된 막대와 노화된 막대를 비교하고 있으며 대부분의 차이가 용광로 일정일 때 925가 더 강한 합금이라는 결론을 내릴 것입니다.

실제적인 읽기는 간단합니다. 설계에 800 MPa에서 700 MPa가 필요한 경우 답은 냉간 압연 로드이며 동일한 구매로 17%의 연신율과 해당 조건에 대해 공개되지 않은 경도가 발생합니다. 설계에 성형 또는 용접 부품에 대한 연성이 필요한 경우 대답은 250MPa, 138HB의 어닐링된 로드이며 도면에서는 더 낮은 강도를 허용해야 합니다. 두 개는 같은 등급이므로 서로 바꿔 사용할 수 없습니다.

동일한 논리가 825 라인을 설명합니다. 어닐링된 바의 수율은 324 MPa로 부식 합금에 비해 낮으며, 게시판에는 냉간 가공을 통해 합금이 실질적으로 강화될 수 있다고 명시되어 있습니다. 동일한 등급의 냉간 인발 튜빙은 15% 신장률로 889MPa 수율에 도달합니다. 어닐링 강도보다 더 많은 강도가 필요한 철근 주문은 냉간 인발 조건을 요구하고 튜빙 데이터가 보여주는 것과 동일한 연성의 손실을 수용해야 합니다.

Alloy 800은 니켈 함량이 상대적으로 낮은 내열합금으로 1950년대에 출시되었는데, 그 이유는 당시 니켈에 대한 전략적 지정 때문이었습니다. 이는 1963년에 압력 용기용으로 승인되었으며, 이 승인으로 인해 여전히 시리즈를 지배하는 구별이 도입되었습니다. 즉, 약 980°C에서 어닐링된 1등급과 약 1,150°C에서 어닐링된 2등급입니다. 2학년이 800H가 된 것입니다.

2학년이 된 이유는 소름끼치기 때문이다. 합금 800은 최대 약 816°C까지 사용할 수 있도록 고안되었으며 해당 온도에서 설계는 일반적으로 인장 특성을 기반으로 합니다. 해당 온도 이상에서는 설계가 파열 및 크리프에 의해 좌우되며 둘 다 입자 크기와 탄소 함량에 반응합니다. 거친 입자 구조는 미세한 입자 구조보다 입자 경계 미끄러짐이 더 좋으며 탄소 수준이 높을수록 경계를 고정하는 탄화물 네트워크를 지원합니다. 합금 800H는 두 가지를 모두 요구하도록 작성되었으며 해당 사양은 ASTM 5 이상의 거친 평균 입자 크기와 함께 0.05~0.10%의 탄소 범위를 요구합니다.

합금 800HT는 크리프 및 파열 특성이 더 높은 범위의 상부에 알루미늄과 티타늄을 고정하기 위해 도입된 동일한 외피 내부의 추가 제한 사항입니다. 화학적 성질은 800H 한계 내에 있고, 알루미늄과 티타늄의 함량은 0.85~1.20%이고, 800H의 경우 0.30~1.20%이며, 열처리 온도는 최소 1,149°C입니다.

마지막 열은 상업적인 문제를 일으키는 열입니다. 합금 800HT는 N08811 및 N08810의 요구 사항을 모두 충족하며 둘 중 하나 또는 둘 모두에 대해 인증을 받을 수 있습니다. 그 반대는 성립하지 않습니다. N08810으로 생산된 재료는 추가 알루미늄, 티타늄 및 열처리 요구 사항을 충족하지 않는 한 N08811로 인증될 수 없으며, 800HT 대신 800H를 제공하는 공급업체는 다른 설계 스트레스를 제안했습니다.

같은 이유로 입자 크기는 구매 주문에 포함됩니다. 이는 최종 어닐링과 그 전 열간 작업의 결과이며 화학 증명서에서 복구할 수 없습니다. 구성만으로 800H를 주문하는 구매자는 화학의 모든 요소를 ​​충족하면서도 설계에서 가정한 크리프 수명을 제공하지 않는 미세한 바를 받을 수 있습니다.

825 등급은 다른 제안입니다. 몰리브덴, 구리, 티타늄을 첨가한 니켈-철-크롬 합금이며, 수성 부식을 목표로 첨가되었습니다. 크롬은 질산 및 질산염과 같은 산화 매체를 덮습니다. 몰리브덴 및 구리는 황산 및 인산과 같은 환원 매체를 덮습니다. 몰리브덴은 또한 공식 및 틈새 부식에 대한 저항성을 높입니다. 적절한 열처리를 통해 티타늄은 입계 부식에 대한 민감화로부터 합금을 안정화시킵니다.

온도 제한은 카탈로그 페이지에서 생략되는 부분입니다. 합금 게시판에는 약 540°C(1,000°F) 이상의 온도에 노출되면 미세 구조 변화와 상 형성이 발생하여 연성과 충격 강도가 크게 낮아질 수 있으며 이러한 이유로 합금은 일반적으로 크리프 파단 특성이 설계 요소인 온도에서는 사용되지 않는다고 명시되어 있습니다. 이는 특정 제품 형태에 대한 등급 감소가 아닙니다. 합금에 관한 설명입니다.

로드 구매자의 경우 결과적으로 825는 플랜트의 부식 측면에 속하고 뜨거운 측면에 속하지 않습니다. 황산 서비스의 열 교환기 튜브, 밸브 본체 또는 펌프 샤프트에 적용됩니다. 700°C에서 작동하는 지지대는 그렇지 않으며 분석에서 니켈의 양이 이를 변경하지 않습니다.

여기서도 열처리가 중요합니다. 공장 제품은 안정화, 내식성, 기계적 특성 및 성형성의 조합을 개발하기 위해 처리됩니다. 후속 어닐링은 930~980°C(1,700~1,800°F) 사이에서 이루어져야 하며, 이어서 급속 공기 냉각 또는 물 담금질이 이루어져야 합니다. 무거운 부분은 뜨거운 작업 온도에서 냉각하는 동안 민감해질 수 있으며 특정 매체에서 입계 부식이 발생할 수 있으며, 이 경우 안정화 어닐링을 통해 저항이 회복됩니다. 제작소에서 재작업하고 공기 중에 냉각되도록 방치한 바는 구매 시의 목적이던 재산을 상실했을 수도 있습니다.

합금 925는 티타늄을 0.6~1.2%에서 1.9~2.4% 범위로 높이고 알루미늄을 0.1~0.5% 첨가한 825 베이스입니다. 이 두 요소는 부식 추가가 아니라 강화 추가입니다. 열처리는 감마프라임인 Ni3(Al, Ti)을 석출시키며, 그 석출물은 용체화 어닐링 조건에서 271MPa에서 시효 후 832MPa까지 항복강도를 갖게 된다.

이러한 구별은 일반적인 설명을 수정합니다. 925 등급은 종종 부식 및 공식 저항을 위해 추가 합금이 포함된 825로 표시됩니다. 몰리브덴과 구리는 부식 첨가물이며 825와 동일합니다. 티타늄과 알루미늄은 강도를 위해 존재합니다. 합금 게시판의 신맛 서비스 데이터에서 알 수 있듯이 두 등급의 내식성은 비슷합니다. 유리 황을 사용한 신맛 오토클레이브 테스트에서 925는 두 가지 용액에서 1.1 및 1.2mpy에서 부식되었고, 825는 1.1 및 1.6mpy에서 부식되었으며, 유형 316 스테인리스강의 경우 3.9 및 4.5mpy에서 부식되었습니다.

열처리에는 두 단계가 있으며 두 단계 모두 로드 순서에 중요한 공차를 갖습니다. 용체화 어닐링은 1,800~1,900°F(980~1,040°C)에서 최소 30분, 최대 4시간 동안 수행되며, 1인치(25mm) 이하 단면의 경우 공기 냉각과 동일하거나 더 빠른 냉각이 이루어지며, 1인치 이상의 모든 크기에 대해서는 물 담금질이 수행됩니다. 6~9시간 동안 1,350~1,380°F(732~749°C)에서 숙성하고, 1,150°F(621°C)로 냉각한 다음 621°C ± 8°C에서 총 18시간 동안 숙성합니다.

직경 컬럼은 구매자를 놀라게하는 부분입니다. 특성 한계는 제품 형태와 크기별로 작성되며, 테스트 바가 공정의 다른 부분에서 나오므로 열간 가공 경로는 냉간 가공 경로보다 더 높은 최소 수율을 유지합니다. 직경 범위 없이 최소 생산량을 제시하는 구매 주문서에는 절단되는 바에 적용되지 않을 수 있는 수치가 제시되어 있습니다.

가공 순서는 두 번째 실제 결과입니다. 거친 기계가공은 시효 경화 전에 이루어지며 합금 기계는 용체 어닐링과 시효 상태에서 잘 작동하고 그 사이에는 열악하기 때문에 마무리됩니다. 이 게시판은 뒤틀림에 대해 더 자세히 설명합니다. 막대를 벽 두께가 약 25mm 미만으로 되도록 만든 후 돌리면 최대 0.010인치(0.25mm)의 뒤틀림이 발생했으며, 재료를 몇 주 동안 그대로 두거나 돌리기 전 2시간 동안 621°C(1,150°F)에서 재가열하여 런아웃이 제거되거나 상당히 감소했습니다. 한 번의 설정으로 트리판을 만들고 마무리하는 작업장은 재료가 유지하지 못하는 공차를 유지합니다.

용접에는 자체적인 제한이 있습니다. 일치하는 725NDUR 필러를 사용한 가스 텅스텐 아크 및 가스 금속 아크 용접이 권장되는 경로이며, 이 등급에는 서브머지드 아크 및 차폐 금속 아크 용접이 권장되지 않습니다. 용접 어셈블리가 되는 로드는 이를 중심으로 설계되어야 합니다.

이 그룹의 일반적인 주장은 이 막대가 등급에 따라 1,000°C를 초과하는 온도에서도 강도를 유지한다는 것입니다. 그 문장은 세 개의 합금 게시판과의 접촉에서 살아남지 못합니다. 합금 825는 약 540°C로 제한됩니다. 합금 925는 약 650°C까지 강도를 유지합니다. 합금 800은 816°C까지 설계되었으며, 그 이상에서는 동일한 로드를 더 높은 온도에서 사용하는 것이 아니라 동일한 계열 내에서 다른 열처리를 수행하는 것이 답입니다.

1,000°C 수치는 800H 및 800HT 등급의 크리프 및 파열 테스트에서 비롯되었으며, 이는 설계 범위보다 훨씬 높은 온도에서 보고됩니다. 테스트 온도는 서비스 온도가 아닙니다. 1,000°C에서 로드된 로드는 이 제품군의 모든 등급의 설계 기준을 벗어났으며 그러한 수치를 인용하는 사양으로 인해 실험실과 퍼니스가 혼동되었습니다.

5가지 항목이 인증서가 부품과 일치하는지 여부를 결정합니다. 첫 번째는 UNS 번호가 있는 등급입니다. 상표명만으로는 화학적 성질이 결정되지 않기 때문입니다. 두 번째는 공급 조건으로 어닐링, 열간 압연, 냉간 인발 또는 용체 어닐링 및 시효로 작성되며 마지막 항목이 적용되는 경우 시효 처리됩니다. 세 번째는 800H 및 800HT에 대해서만 결정립 크기입니다. 이는 최종 어닐링의 결과이고 화학적 특성에 포함되지 않기 때문입니다. 네 번째는 특성 기준으로, 테스트 온도와 값이 최소값인지 일반값인지 여부를 의미합니다. 다섯번째는 검사서류입니다.

925 라인은 주목할 가치가 있습니다. 합금 게시판에는 제품에 대한 세 가지 문서가 언급되어 있으며 별도의 ASTM 막대 및 막대 사양을 언급하지 않으므로 하나를 발명하는 구매 주문서가 문서를 발명했습니다. 등급에 대한 특성 제한은 생산자 사양 HA 46에서 나오며 압력 용기 기준은 Code Case 2218에서 나옵니다. 925에 대한 ASTM 참조가 필요한 구매자는 두 가지 중 어느 것에 대해 인증하는지 공급업체에 명시해야 합니다.

인증서 자체는 EN 10204 3.1 문서여야 하며, 이는 로트의 실제 테스트 결과를 전달하고 제조업체의 독립 검사 담당자가 승인합니다. 2.2 인증서는 비특정 검사 결과를 보고하며 동일한 문서가 아니며 부품이 압력 경계에 들어갈 때 차이가 중요합니다.

DLX는 장쑤성 창저우에서 로드 및 바의 Incoloy 등급을 동일한 제품군과 함께 0.025mm의 와이어와 0.50mm에서 2.5mm의 스트립으로 공급하며 애플리케이션이 다른 형태로 이동합니다. 요청 시 EN 10204 3.1 인증서와 테스트 결과를 추적할 수 있는 열 번호와 함께 구매 주문서에 명시된 표준에 따라 주문이 생산됩니다.

두 가지 질문이 대부분의 인용을 결정합니다. 첫 번째는 조건입니다. 왜냐하면 어닐링된 800의 가격은 냉간 인발된 800의 가격이 아니기 때문입니다. 두 번째는 등급에 결정립 크기 요구사항이 필요한지 여부입니다. 800H와 800HT는 결정립 크기 요구사항이 없으면 견적을 낼 수 없기 때문입니다.

대답은 상표명이 아니라 환경에 따라 다릅니다. 600°C 이상의 용광로 부품 또는 열교환기의 경우 800 시리즈가 후보이며, 816°C 이상의 800H 또는 800HT가 있습니다. 황산, 인산 또는 약 540°C 미만의 해수의 경우 825가 후보입니다. 신맛 저항성과 함께 724MPa의 최소 수율이 필요한 다운홀 또는 웰헤드 부품의 경우 925가 적합합니다.

크리프와 파열은 결정립계와 탄화물에 따라 달라지며 800H에는 ASTM 5 이상의 거친 평균 결정립 크기와 함께 0.05~0.10%의 탄소 범위가 필요합니다. 거친 입자는 경계 미끄러짐을 줄이고 탄소는 경계를 고정하는 탄화물 네트워크를 지원합니다. 합금 800에는 두 가지 요구 사항이 없으므로 816°C 이상의 설계 기준은 동일하지 않습니다.

아니요. 합금 게시판에서는 이 온도를 약 540°C로 제한합니다. 이 온도 이상에서는 상 형성으로 인해 연성 및 충격 강도가 크게 낮아지며 크리프 파단 특성이 설계 요소인 경우 합금은 일반적으로 사용되지 않는다고 명시되어 있습니다. 한계는 합금의 특성이며 막대, 막대, 튜브 및 시트에 모두 적용됩니다.

노화는 감마 프라임인 Ni3(Al, Ti)을 석출시키며, 이는 용체화 어닐링 조건의 항복 강도를 271 MPa에서 832 MPa로 증가시킵니다. 980~1,040°C, 732~749°C에서 6~9시간 동안 용체화 어닐링한 후, 노를 621°C로 냉각하고 총 18시간 동안 숙성합니다. 거친 가공은 시효 이전에 이루어지고 시효 후에 마무리됩니다.

825가 더 강하고, 둘의 내식성은 비슷합니다. 925에 티타늄과 알루미늄을 첨가하면 감마 프라임 반응이 일어납니다. 산 환원에 대한 저항성을 지닌 몰리브덴과 구리는 두 등급 모두 동일합니다. 유리 황을 사용한 신 오토클레이브 테스트에서 두 합금은 비슷한 비율을 기록했으며 둘 다 유형 316 스테인리스강보다 훨씬 낮았습니다.

조건과 테스트 온도가 일치하는 경우에만. 동일한 800 화학은 어닐링 250MPa, 열간 압연 445MPa, 냉간 인발 690MPa의 항복 강도를 제공합니다. 어닐링된 800 시트 값과 냉간 인발 800 로드 값의 비교는 두 공정의 비교이며, 합금은 비교에서 사라집니다.

Incoloy 로드 제품군은 세 가지 작업을 수행합니다. 800 시리즈는 내열성 부재로 탄소, 알루미늄, 티타늄, 입자 크기에 따라 세 가지 UNS 번호가 다르며 입자 크기는 816°C 이상의 크리프 설계 응력을 전달합니다. 합금 825는 카탈로그 페이지에서 생략되는 경향이 있는 540°C 근처의 천장을 가진 수성 부식 부재입니다. 합금 925는 시효경화성 부재로, 2단계 처리 후 항복강도가 832MPa이고 제품 형태와 직경별로 작성된 특성표가 있습니다.

이들을 하나로 묶는 특성은 이러한 등급 중 어느 것도 조건 없이는 강도를 갖지 않는다는 것입니다. 제품군 전체에 걸쳐 250MPa에서 832MPa까지, 한 등급 내에서 250MPa에서 690MPa까지의 범위는 대부분의 등급 간 차이보다 큽니다. 등급, 조건, 적용되는 입자 크기를 명시하고 인증서에 재료가 명시되어 있는 구매 주문서입니다. 상호를 명명하는 사람은 가족을 지정했습니다.