إنكونل: الابتكار في مجال الطاقة والفضاء

يطلب مشترين اثنين نفس سبيكة 718 قضيب في نفس اليوم. أحدهما يبني قرص ضاغط لمحرك طائرة والآخر يبني جسم صمام لمحطة نقل غاز. كلا الرسمين يقولان UNS N07718، وكلاهما يتطلب شهادة، ولا يمكن استبدال أي من الجزأين بالآخر. الفرق ليس في التركيب ولا في اسم الدرجة. إنه في حالة التسليم، ومسار المعالجة الحرارية، والخاصية المتوقعة للجزء النهائي، والوثيقة التي تثبت أن الجزء يلبيها.

سبيكة 718 هي سبيكة نيكل-كروم مقواة بالترسيب مع الحديد كمتوازن، وهي مقواة بأطوار جاما برايم وجاما دبل برايم وليس بالتشغيل على البارد. يحدد المنتج نطاقًا قابلاً للاستخدام من -253 درجة مئوية إلى 704 درجة مئوية، ويتم تحديد الطرف العلوي من هذا النطاق بواسطة نفس الراسب الذي يوفر القوة. كل ما يلي حول أعمال الفضاء والطاقة يقع ضمن هذه النافذة، وتستخدم الصناعتان أجزاء مختلفة منها بقواعد قبول مختلفة.

تحدد هذه الصفحة شروط التسليم التي تحمل السوقين، ومساري المعالجة الحرارية وما يتاجر به كل منهما، وسبب كون شفرة التوربين ليست جزءًا من سبيكة 718، والمسار الثالث الذي تضيفه النفط والغاز فوق ذلك.

التركيب ثابت ضمن الحدود أدناه، والحالة هي ما يختاره أمر الشراء. يوفر المصنع سبيكة 718 في حالة التلدين بالمحلول، أو في حالة التلدين بالمحلول والمعالجة، أو في حالة مرتبطة بأحد مساري المعالجة الحرارية القياسيين. يتبع رقم المواصفات الشكل والحالة معًا، لذلك يصل قضيب تم طلبه بموجب وثيقة خاطئة بخصائص خاطئة بغض النظر عما تقوله الشهادة عن الكيمياء.

حدود التركيب هي 50.00 إلى 55.00٪ نيكل بالإضافة إلى الكوبالت، 17.00 إلى 21.00٪ كروم، حديد كمتوازن، 4.75 إلى 5.50٪ نيوبيوم بالإضافة إلى التنتالوم، 2.80 إلى 3.30٪ موليبدينوم، 0.65 إلى 1.15٪ تيتانيوم، 0.20 إلى 0.80٪ ألومنيوم، 1.00٪ كوبالت كحد أقصى، 0.08٪ كربون كحد أقصى، و 0.006٪ بورون كحد أقصى. الكثافة هي 8.19 جم/سم3 في حالة التلدين ويتراوح نطاق الانصهار من 1260 إلى 1336 درجة مئوية.

الصفان الأولان هما اللذان يسببان نزاعات التسليم. يتم شحن مادة AMS 5662 في حالة التلدين بالمحلول، وهي ناعمة بما يكفي للتشغيل والتشكيل، وتتطلب المواصفات أن تكون قادرة على المعالجة الحرارية لتلبية خصائص AMS 5663 بعد ذلك. المشتري الذي يطلب 5662 ويفحص القضيب عند وصوله سيقيس صلابة منخفضة وقوة منخفضة، وكلا القراءتين صحيحتان. المشتري الذي يطلب 5662 بنية تخطي معالجة التقسية قد اشترى جزءًا بقوة تصميم أقل بنحو النصف.

تصل نفس السبيكة إلى مجموعتين مختلفتين من الخصائص من خلال جدولين منشورين، والاختيار هو قرار تصميم يجب اتخاذه قبل إصدار الرسم. يصف المنتج مسارًا واحدًا على أنه الأمثل حيث تكون حياة الزحف، وحياة الزحف المشقوق، واستطالة الزحف مهمة معًا، والآخر كمسار للتطبيقات المحدودة بالشد في المقاطع السميكة.

هذا الجدول هو الحجة الكاملة لهذه الصفحة في مكان واحد. يعطي مسار الحبوب الدقيقة أعلى قوة تعب وأفضل سلوك زحف، ويتخلى عن الاستطالة العرضية في مقطع سميك. يعطي مسار الحبوب الخشنة الاستطالة العرضية وقوة الصدمة التي تحتاجها المطروقة الثقيلة، ويقدم ميلًا إلى الهشاشة المشقوقة في الزحف. المشتري الذي يحدد مسارًا واحدًا لأنه هو الموجود في أمر الشراء الأخير قد اتخذ قرارًا بشأن وضع الفشل دون الإعلان عنه.

يجب أن تتبع المعالجة أيضًا التلدين بالمحلول لسبب معدني يقدمه المنتج. يجب أن تكون الألومنيوم والتيتانيوم والنيوبيوم التي تشكل الرواسب المقوية في المحلول قبل بدء المعالجة. إذا كانت مترسبة بالفعل كطور آخر، فلن تترسب بشكل صحيح ولن يتم تحقيق القوة الكاملة للسبيكة. لهذا السبب لا يمكن تقوية قضيب ملدن بالمصنع بالمعالجة وحدها بعد اللحام أو التشكيل الساخن دون معالجة محلول جديدة، ولماذا ينتمي التسلسل إلى أمر الشراء.

تشتري الفضاء والطاقة نفس الدرجة مقابل أدلة مختلفة. يحدد الجدول موقفي القبول جنبًا إلى جنب، ويشرح التباين لماذا تحتوي سبيكة واحدة على مستويين للسعر وزمنين للتسليم.

خطأ المواصفات في الصف الأخير يستحق جملة خاصة به على جانب الطاقة. المطروقة الثقيلة المعالجة على مسار الحبوب الدقيقة تلبي متطلبات الشد في درجة حرارة الغرفة ولا تزال تفشل في قيم الاستطالة العرضية والصدمة التي يحتاجها المقطع السميك، لأن هذه الخصائص تم التخلي عنها للحصول على قوة التعب. الخطأ العكسي شائع بنفس القدر: قرص ضاغط مصنوع من مادة خشنة يجتاز اختبار الشد ويقدم عمر تعب أقصر مما افترض التصميم.

يسرد المنتج حلقات، وأغطية، وأجزاء معدنية مشكلة مختلفة لمحركات الطائرات والتوربينات الغازية الأرضية، بالإضافة إلى مكونات لصواريخ الوقود السائل، وخزانات التبريد العميق، والمثبتات، وأجزاء الأجهزة. هذه القائمة لا تشمل شفرات التوربين، وهذا الإغفال ليس حادثًا في الصياغة.

تجلس الشفرة في مسار الغاز عند درجة حرارة معدنية أعلى من سقف 704 درجة مئوية الذي يحدده المنتج لهذه السبيكة، لذلك سيتضخم راسب جاما دبل برايم الذي يوفر القوة وسيفقد الجزء الخاصية التي تم اختياره من أجلها. يتم صب الشفرات من سبائك مصممة لهذا الموضع في المحرك، ويتم إنتاج المسبوكات عن طريق التصلب الاتجاهي أو كبلورات فردية بحيث لا تعبر حدود الحبوب المقطع الساخن. سبيكة 718 هي درجة مشكلة، وطريقها إلى المحرك هو قسم الضاغط، والأغطية، والحلقات، والتجميعات المعدنية المشكلة خلف المقطع الساخن.

هذا التمييز يغير ما يجب أن يطلبه المشتري. لا يمكن تلبية طلب شفرات سبيكة 718 بمنتج مشكل، والمورد الذي يقبل الاستفسار إما يسيء فهمه أو يقتبس سبيكة مختلفة. طلب أقراص ضاغط سبيكة 718، وأغطية، وأختام، ومثبتات هو استفسار مشكل عادي، والمواصفات ومسار المعالجة الحرارية هما العنصران اللذان يحددان ما إذا كان سيتم تلبيته.

تضيف النفط والغاز متطلبًا لا تفرضه الفضاء ولا توليد الطاقة، ويأتي من البيئة وليس من درجة الحرارة. يحتوي الإنتاج الحامض على كبريتيد الهيدروجين، وتتعرض سبيكة النيكل عالية القوة في تلك الخدمة للتشقق الإجهادي بالكبريتيد. تعالج NACE MR0175 و ISO 15156 ذلك من خلال الصلابة، ويوفر المنتج حالة سبيكة 718 مبنية حول هذا الحد.

يجب أن تلبي المواد المنتجة للاستخدام في حقول النفط بموجب NACE MR0175 حدًا أقصى للصلابة يبلغ 40 HRC في حالة التلدين بالمحلول والمعالجة. يحقق المنتج ذلك بمعالجة محلول عند 1010 إلى 1038 درجة مئوية متبوعة بمعالجة عند 788 درجة مئوية لمدة ست إلى ثماني ساعات وتبريد بالهواء، وهو جدول ثالث مميز عن كلا المسارين في الجدول أعلاه.

حد الصلابة هو الجزء الذي يميل المشتري إلى تفويته. حالة الفضاء القياسية لسبيكة 718 تعمل عند 331 إلى 341 HB، والتحويل إلى Rockwell C يضعه فوق سقف 40 HRC الذي تسمح به الخدمة الحامضة. السبيكة هي نفسها والكيمياء هي نفسها، لذلك شهادة تبلغ عن التركيب الصحيح والمعالجة الحرارية الخاطئة ستفشل التطبيق. حالة حقول النفط موجودة لأن القوة التي تزيدها الفضاء هي القوة التي تحددها الخدمة الحامضة.

سبيكة 718 هي حل القوة في هذه العائلة، وتغطي درجتان أخريان المهام التي لا تكون فيها القوة هي المتطلب المحدد. تعتمد سبيكة 625 على الموليبدينوم والنيوبيوم في المحلول الصلب وليس على راسب، لذلك تحتفظ بخصائصها بدون معالجة وتقاوم الأكسدة إلى حوالي 980 درجة مئوية في الهواء. سبيكة 600 هي درجة نيكل-كروم ذات قوة أقل تظهر في المبادلات الحرارية وفي الأجزاء ذات درجات الحرارة الأعلى في محطات الطاقة.

الدرجات الثلاث ليست ترتيبًا. جزء صفيحة 625 عند 900 درجة مئوية يقوم بشيء لا تستطيع سبيكة 718 القيام به، وقرص 718 عند 650 درجة مئوية يحمل حملاً لا يستطيع قرص 625 حمله في نفس المقطع. الاختيار يتبع الآلية المتوقع أن تنهي الجزء، وهي نفس الجملة التي تحكم اختيار المعالجة الحرارية داخل سبيكة 718 نفسها.

مجموعة المستندات تتبع الشكل، والشكل يتبع مسار التصنيع. المشتري الذي يعرف الجزء وليس المواصفات يميل إلى طلب الخطأ.

تتداخل ASTM B637 ومستندات AMS في الكيمياء وتختلف في التحكم. تغطي مواصفات ASTM السبيكة للاستخدام الهندسي العام وتسمح بالاتفاق على الحالة بين المشتري والمورد. تحدد مستندات AMS الحالة، والحد الأدنى للخصائص، والتتبع الذي يتطلبه إصدار الفضاء. يمكن لجزء أن يلبي B637 ويفشل في إصدار AMS بسبب الوثائق وحدها، وهذا هو السبب في أن الرسم يجب أن يحدد الوثيقة وليس الدرجة.

ثمانية عناصر تفصل عرض أسعار يمكن مقارنته عن عرض أسعار يحتاج إلى إعادة تسعير.

توفر DLX سبيكة 718 من تشانغتشو، جيانغسو، في أسلاك من 0.025 مم، قضبان دائرية حتى 50 مم، شرائط من 0.50 مم إلى 2.5 مم في السماكة، وأنابيب وألواح بالأحجام القياسية للمصنع، بالإضافة إلى 625 و 600 للخدمات التي لا تكون فيها الدرجة المقواة بالترسيب هي الإجابة الصحيحة. يتم توفير المواد مقابل مواصفات ASTM أو AMS المسماة في الطلب، مع شهادة EN 10204 3.1 عند الطلب ورقم الدفعة الحرارية قابلة للتتبع إلى نتائج الاختبار.

السؤال الذي يحدد عرض الأسعار عادة ما يكون وضع الفشل وليس الدرجة. جزء تم تحديده بالحجم عن طريق التعب، وجزء تم تحديده بالحجم عن طريق الزحف في مقطع سميك، وجزء تم تحديده بالحجم بسقف الصلابة في الخدمة الحامضة هي ثلاثة طلبات مختلفة لنفس السبيكة، وكل منها أرخص في تحديده بشكل صحيح من استبداله.

لا. يسرد المنتج حلقات، وأغطية، وأجزاء معدنية مشكلة لمحركات التوربينات الغازية، ولا يسرد الشفرات. سبيكة 718 هي درجة مشكلة بسقف محدد يبلغ 704 درجة مئوية، وتجلس الشفرة في مسار الغاز فوق تلك الدرجة الحرارة. يتم صب الشفرات من سبائك مصممة للمقطع الساخن، ويتم إنتاج المسبوكات عن طريق التصلب الاتجاهي أو كبلورات فردية. تظهر سبيكة 718 في الضاغط، والأغطية، والحلقات، والتجميعات المعدنية المشكلة.

حالة المعالجة الحرارية. يتم توفير AMS 5662 في حالة التلدين بالمحلول، وهي ناعمة بما يكفي للتشغيل والتشكيل، وتتطلب المواصفات أن تكون المادة قادرة على المعالجة لاحقًا لتلبية خصائص AMS 5663. يتم توفير AMS 5663 في حالة التلدين بالمحلول والمعالجة، مع 185 ksi شد، 150 ksi خضوع، 12٪ استطالة، و 331 HB في درجة حرارة الغرفة. جزء تم شراؤه بموجب 5662 وتركيبه بدون معالجة يكون بقوة تصميم أقل بنحو النصف.

مسار الحبوب الخشنة عند 1038 إلى 1066 درجة مئوية، عندما تحدد الاستطالة العرضية وقوة الصدمة في مقطع سميك القبول. يوفر هذا المسار أفضل استطالة عرضية وأفضل خصائص الصدمة والشد المشقوق في درجات الحرارة المنخفضة، ويحمل ميلًا إلى الهشاشة المشقوقة في الزحف. مسار الحبوب الدقيقة عند 927 إلى 1010 درجة مئوية يوفر أعلى قوة تعب وأفضل سلوك زحف، ويتخلى عن الاستطالة العرضية في مقطع سميك.

لأن القوة تأتي من رواسب جاما برايم وجاما دبل برايم، ويتضخم طور دبل برايم مع ارتفاع درجة الحرارة. يحدد المنتج نطاقًا قابلاً للاستخدام من -253 درجة مئوية إلى 704 درجة مئوية، والرقم العلوي هو خاصية لآلية التقوية وليس حدًا لنطاق الانصهار، وهو 1260 إلى 1336 درجة مئوية. الجزء الذي يجب أن يعمل فوق هذا السقف يحتاج إلى درجة مختلفة، ودرجات المحلول الصلب في العائلة هي حيث يبدأ هذا البحث.

نعم، في حالة منتجة لها بموجب NACE MR0175 و ISO 15156، بحد أقصى للصلابة يبلغ 40 HRC. يحقق المنتج هذا الحد بمعالجة محلول عند 1010 إلى 1038 درجة مئوية ومعالجة عند 788 درجة مئوية لمدة ست إلى ثماني ساعات، متبوعة بتبريد بالهواء. حالة الفضاء القياسية تعمل عند 331 إلى 341 HB، والتي تتحول فوق سقف الخدمة الحامضة، لذلك تحدد المعالجة الحرارية وليس الكيمياء ما إذا كان يمكن استخدام الجزء.

يعتمد ذلك على من يجب أن يقبل الجزء. تغطي ASTM B637 السبيكة للاستخدام الهندسي العام وتسمح بالاتفاق على الحالة بين المشتري والمورد، وهو ما يناسب العمل الصناعي والطاقة. تحدد مستندات AMS الحالة، والحد الأدنى للخصائص، والتتبع الذي يتطلبه إصدار الفضاء. يمكن لجزء أن يلبي B637 ولا يزال يفشل في إصدار AMS بسبب الوثائق، لذلك يجب أن يذكر الرسم الوثيقة ومراجعتها.

سبيكة 718 هي تركيبة واحدة مع عدة شروط تسليم، ويتم اختيار الحالة حسب وضع الفشل. يوفر مسار الحبوب الدقيقة قوة التعب التي تحتاجها أجزاء الفضاء الدوارة. يوفر مسار الحبوب الخشنة الاستطالة العرضية وقوة الصدمة التي تحتاجها المطروقات الثقيلة للطاقة، بتكلفة ميل إلى الهشاشة المشقوقة في الزحف. يوجد مسار ثالث للخدمة الحامضة، حيث يكون سقف 40 HRC أكثر أهمية من قوة الشد.

حقيقتان تبقيان اختيار العائلة صادقًا. سقف 704 درجة مئوية يأتي من الراسب، لذلك الشفرة في مسار الغاز هي مسبوكة وليست جزءًا من 718 مشكلة. ونفس السبيكة عند 331 إلى 341 HB تفشل في حد الخدمة الحامضة الذي لا يمكن للكيمياء وحدها الكشف عنه. الدرجة، والمواصفات، والحالة، ووضع الفشل الحاكم تنتمي إلى الاستفسار معًا، لأن أي ثلاثة منها بدون الرابع تنتج جزءًا يلبي شهادته وليس واجبه.

نشرة فنية من Special Metals لسبائك INCONEL 718، المنشور SMC-045. مصدر رقم UNS N07718 ورقم Werkstoff 2.4668، حدود التركيب من 50.00 إلى 55.00٪ نيكل بالإضافة إلى الكوبالت و 17.00 إلى 21.00٪ كروم مع الحديد كمتوازن، الكثافة 8.19 جم/سم3، نطاق الانصهار من 1260 إلى 1336 درجة مئوية، النطاق القابل للاستخدام من -253 درجة مئوية إلى 704 درجة مئوية، آلية التقوية بجاما برايم وجاما دبل برايم، جدولي المعالجة الحرارية القياسيين عند 927 إلى 1010 درجة مئوية و 1038 إلى 1066 درجة مئوية، البيان بأن مسار الحبوب الدقيقة هو الأمثل لحياة الزحف واستطالة الزحف وينتج أعلى قوة تعب، البيان بأن مسار الحبوب الخشنة مفضل للتطبيقات المحدودة بالشد في المقاطع السميكة مع ميل إلى الهشاشة المشقوقة في الزحف، الحد الأدنى للخصائص لـ AMS 5596، 5597، 5589، 5662، 5663، و 5664، قائمة التطبيقات التي تغطي الحلقات، والأغطية، وأجزاء الصفائح المعدنية المشكلة لمحركات التوربينات الغازية، وحالة حقول النفط بموجب NACE MR0175 بحد أقصى 40 HRC.

AMS 5662 و AMS 5663، مواصفات مواد الفضاء لسبائك النيكل 718 قضبان، مطروقات، وحلقات في حالات التلدين بالمحلول والتلدين بالمحلول والمعالجة.

AMS 5596 و AMS 5597، مواصفات مواد الفضاء لسبائك النيكل 718 صفائح، شرائط، وألواح.

AMS 5664، مواصفات مواد الفضاء لسبائك النيكل 718 قضبان، مطروقات، وحلقات في حالة الحبوب الخشنة.

AMS 5589، مواصفات مواد الفضاء لسبائك النيكل 718 أنابيب غير ملحومة.

ASTM B637، مواصفات قياسية لقضبان وسبائك النيكل المقواة بالترسيب، ومطروقات، ومخزون مطروقات للخدمة في درجات الحرارة العالية.

NACE MR0175 و ISO 15156، معيار المواد للاستخدام في البيئات المحتوية على كبريتيد الهيدروجين في إنتاج النفط والغاز.

EN 10204، وثائق الفحص، لتعريف شهادة 3.1 كوثيقة تحمل نتائج اختبارات فعلية وتصدق عليها ممثل الفحص المستقل للمصنع.

التركيبات والحد الأدنى للخصائص أعلاه هي قيم مواصفات ونتائج نموذجية للدرجات والحالات المسماة، وهي ليست حدود قبول لدفعة مسلمة. تعتمد الخصائص على حجم المقطع، واتجاه الاختبار، والمعالجة الحرارية التي تم إجراؤها فعليًا، لذلك يمكن أن تختلف القيمة المقتبسة من جدول عن