Прочность на растяжение и состав Monel K500 по ASTM B865

Два разных набора чисел описывают Monel K500, и они выполняют разные функции. Производитель публикует номинальные диапазоны, показывающие, на что способен сплав в полном диапазоне размеров и состояний. Спецификация публикует минимумы, которым должен соответствовать поставленный лот. Спецификация, написанная по первому набору, не имеет обязательной силы; заказ, написанный по второму, имеет. Эта страница посвящена второму набору.

Monel K500 — это UNS N05500 и W.Nr. 2.4375, классифицируемый как дисперсионно-твердеющий никель-медно-алюминиевый сплав. В Соединенных Штатах руководящим стандартом для прутков, стержней, проволоки и поковок является ASTM B865, а ASME SB865 — идентичное обозначение ASME. Он ограничен формами, указанными в его области применения. Охватываются прутки и стержни, а также холоднотянутая проволока, плюс поковки и заготовки для поковок. Листовой материал не входит в него, как и полосы и трубы, которые заказываются по другим стандартам.

Состав этого сплава преимущественно никелевый. Никель составляет минимум 63,0 %, а медь — от 27,0 до 33,0 %, с алюминием и титаном в контролируемых диапазонах, поскольку именно они делают сплав дисперсионно-твердеющим. Описание, в котором медь стоит на первом месте, является описанием неправильного сплава, и стоит четко это заявить, поскольку существуют опубликованные страницы поставщиков, где медь указана как 63-70 %, а никель — как 27-33 %.

Колонка анализа является той частью, которую покупатели чаще всего упускают из виду. Если покупатель повторно тестирует плавку, и никель оказывается 62,6 %, материал не бракуется: спецификация допускает отклонение анализа на 0,45 % ниже указанного минимума. Этот допуск существует, потому что материал закупается по анализу плавки и повторно тестируется по анализу продукта, а эти два измерения не совпадают.

Одна цифра в этой таблице стоит того, чтобы проверить ее по любому имеющемуся у вас техническому описанию. ASTM B865 устанавливает содержание углерода на уровне0,18 % максимум. Технический бюллетень производителя для того же сплава указывает содержание углерода на уровне 0,25 % максимум. Спецификация является более строгой из двух, и она применяется, если в заказе указан B865. Там, где в заказе вместо стандарта указано техническое описание, применяется более свободная цифра, и разницу стоит знать до того, как плавка будет отклонена по техническим причинам или принята, когда не должна быть.

Это минимумы, которых должен достичь поставленный лот в закаленном состоянии, и они устанавливаются по форме и толщине сечения, а не только по сплаву. Структура таблицы имеет значение: холоднотянутый материал имеет более высокие требования, чем горячетянутый материал того же сечения, и требования снижаются с увеличением толщины сечения.

Сама закалка указана, что необычно и полезно, поскольку это означает, что состояние может быть воспроизведено, а не просто описано. Требование заключается в выдержке при целевой температуре 1100 °F (595 °C) в течение 8-16 часов, затем в охлаждении в печи до 900 °F (480 °C) со скоростью 15-25 °F (10-15 °C) в час, а затем в воздушном охлаждении. Разрешена альтернатива: выдержка при 1100 °F в течение до 16 часов, охлаждение в печи до 1000 °F и выдержка около 6 часов, охлаждение в печи до 900 °F и выдержка около 8 часов, затем воздушное охлаждение.

Две примечания к этой таблице отвечают на вопросы, возникающие почти по каждому заказу. Круглые прутки диаметром более 4 1/4 дюйма (108 мм) имеют требование к удлинению минимум 17 %, даже если они изготовлены из горячетянутого материала. А значения твердости приведены только для информации, поэтому они не являются основанием для принятия или отклонения партии, прошедшей испытание на растяжение.

Холоднотянутая проволока — это единственный продукт, где требование меняется в зависимости от диаметра, а не остается постоянным, и направление изменения сбивает с толку: чем тоньше проволока, тем выше минимальная прочность на растяжение. Таблица ниже — это опубликованное требование.

Одно замечание к этой таблице легко упустить, и оно может само по себе привести к браковке партии. Цифры для пружинной закалки относятся к материалу, поставляемому в бухтах. Для той же проволоки, выпрямленной и нарезанной на длину, вычитается 15 ksi или 105 МПа из требования, поскольку операция выпрямления удаляет часть холодной обработки. Покупатель, заказывающий нарезанные длины по бухтовому показателю, не получит их.

Это самая полезная информация на странице для тех, кто покупает сплав в незакаленном состоянии. Спецификация устанавливает максимальные значения твердости для незакаленных прутков, стержней и поковок и указывает, что испытания на растяжение не требуются, если не применяется специальное положение. Если материал заказывается незакаленным, требование заключается в том, чтобы взять один образец на партию, закалить его или отожчь и закалить по мере необходимости, и протестировать его. Таким образом, сертификат на незакаленный материал содержит результат растяжения, полученный от образца, который прошел закалку, а не от материала в том виде, в котором он был отгружен.

Два более мелких положения относятся к таблице. Круглые прутки диаметром более 4 1/4 дюйма (108 мм) имеют максимальную твердость 260 HB, хотя строки выше заканчиваются на 4 дюймах. А при заказе кованых колец или дисков измерения твердости могут использоваться вместо испытания на растяжение, что является уступкой, которую стоит использовать для формы, где образец для испытания на растяжение неудобно вырезать.

Спецификация начинается со списка информации, которую должен содержать заказ, и это лучший контрольный список, чем любой шаблон предложения. Материал, заказанный просто как "Monel K500", недоопределен как минимум в четырех из этих полей.

Режим испытаний фиксирован, что означает, что размер сертификата может быть определен заранее. Один химический анализ, одно испытание на растяжение и одно испытание на твердость требуются на партию, а партия для механических испытаний определяется как весь материал из одной плавки, одного номинального поперечного сечения или размера ковки и одного состояния.

Никель составляет минимум 63,0 %, медь — от 27,0 до 33,0 %, алюминий — от 2,30 до 3,15 %, а титан — от 0,35 до 0,85 %, железо — максимум 2,0 %, марганец — максимум 1,5 %, кремний — максимум 0,50 %, углерод — максимум 0,18 %, а сера — максимум 0,010 %. Сплав преимущественно никелевый. Некоторые опубликованные страницы указывают медь как 63-70 % и никель как 27-33 %, что означает обратное соотношение двух элементов.

Это зависит от формы, состояния и сечения. Самое низкое требование в таблице для прутков, стержней и поковок составляет 130 ksi или 895 МПа, применяемое к материалу, который был отожжен, а затем закален. Горячетянутый и закаленный материал должен достигать 140 ksi или 965 МПа при всех размерах. Холоднотянутый и закаленный круглый пруток от 1/4 дюйма до 1 дюйма имеет самое высокое требование — 145 ksi или 1000 МПа, с минимальным удлинением 15 %.

Потому что это разные виды чисел. Бюллетень производителя публикует номинальные диапазоны, охватывающие полный спектр размеров и состояний, и указывает, что это композиты, которые не подходят для целей спецификации. Стандарт публикует минимум, которому должен соответствовать поставленный лот. Что-то в середине номинального диапазона — это то, на что способен сплав; минимум в стандарте — это то, что должно быть доказано.

Не по требованию. Для незакаленных прутков, стержней и поковок спецификация устанавливает максимальные значения твердости и указывает, что испытания на растяжение не требуются, если не применяется специальное положение. Если материал заказывается незакаленным, берется один образец на партию, затем он закаливается и тестируется, поэтому результат растяжения в сертификате исходит от образца, который прошел закалку, а не от материала в том виде, в котором он был отгружен.

Да, в пределах допустимых отклонений. Спецификация публикует отдельный допуск для анализа продукта по каждому указанному пределу, и он не равен нулю. Никель может быть на 0,45 % ниже минимума 63,0 %; медь может быть на 0,15 % ниже или на 0,20 % выше своего диапазона; титан может быть на 0,03 % ниже или на 0,04 % выше. Эти допуски существуют, потому что материал закупается по анализу плавки и может быть повторно протестирован по анализу продукта, а эти два измерения не совпадают.

Нет, и это единственная цифра, которую стоит проверить по документу, который у вас перед глазами. ASTM B865 устанавливает содержание углерода на уровне 0,18 % максимум. Технический бюллетень производителя для того же сплава указывает 0,25 % максимум. Спецификация является более строгим требованием и применяется, когда в заказе указан стандарт. Там, где в заказе вместо стандарта указано техническое описание, применяется более свободная цифра.

Monel K500 — это сплав с преобладанием никеля (минимум 63,0 %) с медью от 27,0 до 33,0 %, а добавки алюминия и титана делают его дисперсионно-твердеющим. Спецификация, регулирующая прутки, стержни, проволоку и поковки, — это ASTM B865, и она содержит минимумы, а не номинальные диапазоны, которые указываются в технических описаниях. Для закаленных прутков и стержней эти минимумы варьируются от 130 ksi (895 МПа) для материала, отожженного перед закалкой, до 145 ksi (1000 МПа) для холоднотянутых круглых прутков размером до 1 дюйма. Проволока имеет зависимую от размера шкалу, которая увеличивается с уменьшением диаметра проволоки, с вычетом 15 ksi для выпрямленных и нарезанных длин. Незакаленный материал квалифицируется по твердости, а не по испытанию на растяжение, а анализ допускается отклоняться от указанного предела в пределах опубликованных вариаций.

Прутки, стержни, проволока и поковки Monel K500 поставляются по UNS N05500 и W.Nr. 2.4375 из Чанчжоу, Цзянсу, в горячетянутом, холоднотянутом, отожженном и закаленном состояниях, в соответствии с ASTM B865 и ASME SB865, с завода, имеющего сертификат ISO 9001 и аудит SGS. Отправьте форму, размеры, состояние и стандарт, по которому вы заказываете, и требования будут следовать из этих четырех ответов.

1. ASTM B865-04, стандартная спецификация для дисперсионно-твердеющего никель-медно-алюминиевого сплава (UNS N05500) прутки, стержни и проволока, а также поковки и заготовки для поковок. Источник пределов состава и отклонений анализа продукта, области применения стандарта и охватываемых им форм, минимумов прочности на растяжение, предела текучести, удлинения и твердости в закаленном состоянии по форме и толщине сечения, указанной процедуры закалки и ее допустимой альтернативы, описания стержней, прутков и проволоки, списка информации для заказа, определения партии и количества испытаний на партию, правила округления, требования к сертификации и списка маркировки.
2. Та же спецификация, таблица 4 и пункт 9.2.3. Источник максимальных значений твердости в незакаленном состоянии, утверждение об отсутствии необходимости испытаний на растяжение для незакаленного материала и положение о том, что образец должен быть закален или отожжен и закален для испытания.
3. Та же спецификация, таблица 6. Источник зависимых от размера требований к прочности на растяжение для холоднотянутой проволоки в бухтах и вычета 15 ksi, применимого к выпрямленным и нарезанным длинам.
4. Технический бюллетень Special Metals SMC-062, MONEL alloy K-500. Источник номинальных диапазонов свойств, на фоне которых устанавливаются указанные минимумы, показателя углерода 0,25 % максимум, отличающегося от стандарта, физических констант, а также коррозионного и магнитного поведения.
5. ASME SB865 как обозначение ASME той же спецификации. Источник альтернативного обозначения, приведенного в резюме.
6. UNS N05500 и W.Nr. 2.4375, как опубликовано для этого сплава. Источник используемых идентификаторов.
7. Записи о поставках, хранящиеся для DLX Alloy, охватывающие прутки, стержни, проволоку и поковки Monel K500. Источник поставляемых форм и состояний.

Приведенные значения являются требованиями указанного стандарта и бюллетеня и применяются к материалу, заказанному по этим документам. Требования различаются между стандартами и формами, и заказ, в котором не указан стандарт, оставляет применимый минимум открытым. Приемка поставленной партии основана на сертификате и отчете об испытаниях, выданных для этой партии.