Hochleistung
Nickelbasis
Temporäre Legierung

HPAlloy

X

HPAlloy X


Produkt
Beschreibung
Hitzebeständig (UNS N06002)
HPAlloy X ist eine Nickel-Chrom-Eisen-Molybdän-Legierung mit hoher Festigkeit und Oxidationsbeständigkeit bis 2200 ° F sowie guter Aufkohlungs- und Nitrierbeständigkeit. Es wurde auch festgestellt, dass es in einigen petrochemischen Anwendungen eine gute Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion aufweist. Es verfügt über einen ASME-Kessel- und Druckbehältercode.
Alloy X hat hervorragende Form- und Schweißeigenschaften sowie Beständigkeit gegen Oxidation, Reduktion und neutrale Atmosphären. Es kann geschmiedet werden und zeigt eine gute Duktilität nach längeren Betriebstemperaturen von 1200 ° F bis 16.000 Stunden.
Legierung X ist eine der am häufigsten verwendeten Superlegierungen auf Ni-Basis für Gasturbinentriebwerkskomponenten, sowohl auf Flug- als auch auf Landbasis. Es wird für Komponenten wie Brennkammerdosen, Übergangskanäle, Flammenhalter und Nachbrenner verwendet.
Alloy X eignet sich auch für interne Strukturbauteile in Industrieöfen wie Walzen, Retorten, Leitblechen, Flash-Trockner-Bauteilen und Schalldämpfern. Aufgrund seiner hervorragenden Beständigkeit gegen oxidierende Atmosphären ist es eine gute Wahl für Materialien zur Wärmebehandlung von Bauteilen wie Tabletts und Vorrichtungen.
Diese Legierung ist in vielen Formen und Größen erhältlich und daher für ihre vielfältigen Anwendungen sehr attraktiv. Legierung X wird in solchen Formen wie Blechen, Platten, Stangen, Knüppeln, Schmiedeteilen, Rohren, Rohren und verschiedenen Drahtformen hergestellt.
Chemie
Ni Cr Mo Fe W Si Mn C
Abgl. 21 9.0 19,0 0,5 0,5 0,5 1.0 0,10
Mechanische Eigenschaften
Ultimate Gewinn Längsdehnung Härte
ksi ksi (%) Rockwell
110 55 44 B 96
Lösungsgeglüht 2250 ° F, luftgekühlt
Dichte 0,303 lb / in
Spezifische Wärme (@ 72 ° F) 0,101 Btu / lb./ ° F
Wärmeleitfähigkeit (32 ° bis 212 ° F)
103 Btu-in./sq. ft.Std.- ° F
Elektrischer Widerstand (68 ° F)
546 Ohm / cir. mil. ft.
Verarbeitung Schmelzschweissung
Bearbeitbarkeitsbewertung
27% von B-1112
Typisch
Abtragsrate
45 Fuß / Minute mit hoher Geschwindigkeit
Werkzeuge, 125 Oberflächenfuß / Minute mit
Hartmetall.
Anmerkungen:
Es muss darauf geachtet werden, dass die Maschine fest eingestellt ist und scharfe Werkzeuge vorhanden sind, damit es nicht zu Verfestigungen und Oberflächenverglasungen kommt.
HPAlloy X kann sowohl in Knet- als auch in Gussform bearbeitet werden. Niedrige Schnittgeschwindigkeiten und ein ausreichender Kühlmittelfluss sind erforderlich.
Empfohlene Werkzeugwinkel für Einpunkt-Hartmetallwerkzeuge sind 8 bis 10 Grad. seitlicher Spanwinkel von der Schneide, 5 bis 8 Grad Spanwinkel 5 bis 7 Grad Entlastungswinkel und 15 bis 30 Grad. seitlicher Schneidenwinkel. Der Nasenradius sollte 1/32 bis 1/16 Zoll betragen.
Schnellarbeitsstahlbohrer sollten auf einen Winkel von 135 bis 140 Grad geschliffen werden. mit einem Freiwinkel von 10 Grad. Die Bahn sollte auf etwa ein Drittel der Bahndicke eines Standardbohrers verdünnt werden.
Durch Erhöhen der Geschwindigkeit und Verringern des Vorschubs können bessere Ergebnisse erzielt werden. Automatische Schraubmaschinen werden nicht empfohlen, da die Drehzahlen im Allgemeinen zu hoch sind und hartmetallbestückte Werkzeuge nicht halten.
Für die Bearbeitung dieser Legierung sollte eine Schneidflüssigkeit auf Schwefelbasis verwendet werden. Alle Spuren von Schneideflüssigkeit sollten vor der Wärmebehandlung oder Hochtemperaturbehandlung entfernt werden.
Die obige Tabelle kann als Richtlinie für die Bearbeitung von HPAlloy X verwendet werden. Die Zahlen werden durch Faktoren wie Werkzeuggröße und -typ, Art der Bearbeitungsausrüstung, Größe des Materials und Art des Schnitts geändert.
Schweißen
HPAlloy X kann mit Lichtbogen-, Schutzgas-, Tauchschmelz- und SIGMA-Verfahren geschweißt werden.
Reinigung
Die Schweißfläche und der angrenzende Bereich sollten vor dem Schweißen gründlich bis auf blankes Metall gereinigt werden. Alle Fett-, Öl-, Buntstift- und anderen Fremdkörper sollten durch Scheuern mit Trichlorethylen oder einem anderen geeigneten Lösungsmittel entfernt werden. Die Oberfläche sollte vor dem Schweißen abgewischt werden.
Schweißverbindungen
Normalerweise wird eine V-Verbindung für Stumpfschweißungen mit Blechdicken bis 1/4 Zoll und eine U-Verbindung für größere Dicken verwendet. Die V- oder U-Verbindung wird verwendet, wenn das geschweißte Material hohen Beanspruchungen ausgesetzt ist. Diese Gelenke bewirken, dass die Spannung axial wirkt. Das Überlappungs- oder T-Stück kann für Bedingungen mit geringerer Beanspruchung verwendet werden. Die U-Verbindung wird für Materialien mit einer Dicke von mehr als 1/4 Zoll bevorzugt. Während die Herstellungskosten durch diese Art von Verbindung erhöht werden können, ist die Menge an Schweißmaterialien und Arbeitsstunden, die zum Schweißen erforderlich sind, viel geringer als wenn eine V-Verbindung verwendet wird. Die Restspannung ist ebenfalls geringer, da weniger Schweißmaterial erforderlich ist und weniger Schrumpfung in Querrichtung auftritt.
Normalerweise sollten V-Gelenke mit einem Winkel von 75 bis 80 ° abgeschrägt werden. U-Gelenke, auf 30 ° abgeschrägt, eingeschlossener Winkel mit einem minimalen Bodenradius von 3/16 Zoll. J Nuten sollten eine 15 ° Fase mit einem minimalen Bodenradius von 3/8 Zoll haben. T-Stücke zwischen unterschiedlichen Materialstärken sollten eine Abschrägung von 45 ° haben. Die Art der gewählten Verbindung wird durch eine Änderung des Schweißprozesses nicht unbedingt beeinflusst, da diese Verbindungskonstruktionen Standard sind. Damit diese Verbindungen vor dem Schweißen für automatisch beanspruchtes Material geeignet sind, wie z. B. Schutzgas-Lichtbogen, sind möglicherweise geringfügige Änderungen erforderlich.
Vorbereitung des Randes
Die Verwendung einer Werkzeugmaschine beim Anfasen ist der sicherste Weg, um die richtigen Passungen zu erzielen, obwohl das Schleifen von Hand auch zufriedenstellende Ergebnisse liefern kann. Wenn gescherte Bleche oder Platten verwendet werden, sollten die gescherten Kanten etwa 30 mm zurückgeschliffen werden, um belastetes Material zu entfernen, bevor die Kante zum Schweißen vorbereitet wird. In allen Fällen sollten die Kanten vor dem Schweißen quadratisch sein, richtig ausgerichtet und geheftet werden. Jede Fehlausrichtung verursacht Abweichungen in der Spaltbreite und der Wulstkontur, was zu Spannungen im Schweißbereich führt. Diese Faktoren tragen zur Rissbildung in der Schweißverbindung bei. Eine sorgfältige Vorbereitung, um gute Schweißnähte zu gewährleisten, ist gut gerechtfertigt. Das thermische Schneiden und Anfasen von Platten ist möglich, mit Ausnahme des HELIARC-Schneidens werden diese Verfahren jedoch nicht empfohlen.
Eindringung
Für eine gute Durchdringung sollte Material mit einer Dicke von 12 G und mehr von beiden Seiten abgeschrägt und geschweißt werden. Beim Verbinden von Materialien mit unterschiedlichen Dicken sollte der schwerere Abschnitt zur Erleichterung des Schweißens immer abgeschrägt sein. Material, das dünner als 12 Gauge ist, kann von einer Seite mit geeignetem Randabstand geschweißt werden, um ein vollständiges Eindringen zu ermöglichen. Es sollte darauf geachtet werden, ein ungleichmäßiges Eindringen zu vermeiden. Dieser Zustand kann unerwünschte Spalten und Hohlräume an der Unterseite der Verbindung hinterlassen, die zu Bereichen beschleunigter Korrosion beitragen können. Ein ungleichmäßiges Eindringen in Materialien, die für Hochtemperaturanwendungen verwendet werden, führt zu Spannungserhöhern, die als Brennpunkte für mechanisches Versagen dienen können.
Es wird empfohlen, nach Möglichkeit von beiden Seiten zu schweißen. Wenn dies nicht praktikabel ist, sollte der Fugenabstand vergrößert und eine Kupferstütze verwendet werden. Ströme, die etwas höher als normal sind, werden dann verwendet, um ein vollständiges Eindringen zu erhalten. HPAlloy X hat nicht die gleiche Wärmeleitfähigkeit wie Stahl. Daher muss bei Verwendung einer Standardnut ein geringfügig größerer Abstand verwendet werden, als für Stahl erforderlich wäre. Dieser größere Abstand gewährleistet ein vollständiges Eindringen der Schweißnaht.
Vorrichtungen und Vorrichtungen
Durch richtiges Rütteln und Festklemmen der Schweißnaht werden Knicken und Verziehen auf ein Minimum reduziert. Die Verwendung eines Stützstabs hilft dabei, eine gleichmäßigere Raupenpenetration zu erzielen. Die Stange dient auch als Abkühlung für das Basismetall und verhindert ein übermäßiges Eindringen der Perlen. Bei Verwendung des Lichtbogenverfahrens sollte der vom Lichtbogen berührte Teil der Befestigung aus Kupfer bestehen. Die Stange sollte eine Nut mit der richtigen Kontur haben, um ein gutes Eindringen und eine gute Wulstkontur zu ermöglichen. Für das Lichtbogenschweißen sollten die Rillen eine Mindesttiefe haben, normalerweise zwischen 1/16 und 3/32 Zoll und ungefähr 3/16 Zoll breit. Die Ecken der Nut sollten abgerundet sein. Quadratische Ecken verursachen eine schlechte Wulstkontur, Flussmitteltaschen und eine ungleichmäßige Wulstübertragung. Spannvorrichtungen können besonders vorteilhaft im Schutzgasverfahren eingesetzt werden.
Metallic-Arc-Schweißen
Gleichstrom mit umgekehrter Polarität erzeugt die besten mechanischen Eigenschaften. Wenn die Fügekonstruktion dies zulässt, wird ein schnelles Fahren mit möglichst wenig "Weben" bevorzugt, um die Wärmeentwicklung zu minimieren. Um eine Überhitzung beim Starten oder Stoppen eines Wulstes zu vermeiden, sollten Mindestströme verwendet werden, die mit der Dicke oder Größe der Teile übereinstimmen. Um Kraterrisse zu vermeiden, kann es wünschenswert sein, den Lichtbogen auf eine Lasche neben der Schweißverbindung zu schlagen. Der Lichtbogen kann an einer ähnlichen Lasche unterbrochen werden. Es wird jedoch akzeptiert, den Wulst mit einem schrägen Lichtbogen nach hinten zu verdoppeln. Aufgrund der Fließfähigkeit der Legierung ist das Positionsschweißen etwas schwierig. Schweißen sollte daher nach Möglichkeit in flacher Position erfolgen.
edelgas-lichtbogenschweissen
Im Allgemeinen sollte ein Minimum an Wärmeeintrag verwendet werden, gefolgt von einer schnellen Abkühlung des Schweißguts. Die Schweißströme richten sich nach der Dicke des zu schweißenden Blechs und nicht nach dem Drahtdurchmesser. Verwenden Sie eine Elektrode, deren Durchmesser kleiner ist als die Dicke des zu schweißenden Materials. Diese Methode wird nicht für Schweißbleche mit einer Dicke von mehr als 5 mm empfohlen.
HPAlloy X
HPAlloy X * HX * UNS N06002 * 21-19-9
Spezifikationen
Superlegierung Nickelvac HX
Legierung
Altemp HX
HPAlloy X
Nicrofer® 4722 Co
Pyromet Alloy 680
UNS N06002
AMS 5536 Blatt, Streifen & Platte
AMS 5754 Stangen, Schmiedeteile & Ringe
AMS 5390 Feingussteile (As-Cast)
AMS 5798 Schweißdraht (kaltgezogen)
AMS 5799 Beschichtete Schweißelektroden
GE B50T83A Sheet
GE B50A436A Blatt, Platte
GE B50TF24A Platte, niedrige Temp
GE B50TF25A Sheet
PWA 1038 Blatt, Streifen & Platte, niedrige Temp
PDS 15102QE Sheet
ASTM B 435 Platten, Blätter und Streifen
ASME SB-435 Platten, Blätter und Streifen
ASTM B 572 Rod
ASME SB-572 Rod
ASTM B 619 WELD-Rohr
ASME SB-619 WELD Rohr
ASTM B 622 SMLS-Rohr
ASME SB-622 SMLS-Rohr
ASTM B 626-Schlauch
ASME SB-626-Schläuche
ASME SFA-5.14 ERNiCRrMo-2 Schweißdraht
ASME-Code für Kessel und Druckbehälter
Die Verwendung von HPAlloy X-Blechen, -Platten, -Stangen und -Stangen beim Bau von ungebrannten Druckbehältern gemäß den Anforderungen des ASME-Kessel- und Druckbehältercodes, Abschnitt VIII, wurde gemäß Fall 1321 (Sonderregelung) genehmigt. Alloy X ist für den Einsatz bei Temperaturen bis zu 1650 ° F zugelassen.
Oxidationsbeständigkeit
Die hervorragende Oxidationsbeständigkeit von HPAlloy X wird nachstehend beschrieben. Tests wurden durchgeführt, indem die Proben trockener Luft bei 2000ºF ausgesetzt wurden. und um Luft zu trocknen, die bei 1750 ° F auf 300 psi unter Druck gesetzt wurde. Zwei Kriterien zur Bewertung der Oxidationsbeständigkeit sind Gewichtsänderung und Tiefe der Korrosionseindringung. HPAlloy X zeichnet sich in beiden Punkten durch die Bildung eines schützenden, zähen Oxidfilms aus.
Beständigkeit gegen Aufkohlung und Nitrieren
HPAlloy X widersteht auch der Aufkohlung und dem Nitrieren, zwei häufigen Bedingungen, die bei Hochtemperaturlegierungen häufig zu einem frühen Versagen führen. Nach 100 Stunden in Petrolkoks waren vier andere Materialien vollständig von der Aufkohlung durchdrungen; Alloy X-Proben zeigten überhaupt keine Aufkohlung. Häufig werden Materialien in einer Atmosphäre aus Wasserstoff, Stickstoff und Ammoniak bei 1100 ° F bewertet. und 15.000 psi für 64 Tage hatte Alloy X ein Nitridgehäuse, das weniger als ein Viertel so dick war wie das am nächsten konkurrierende Material ohne intergranularen Angriff.
Wärmebehandlungs- und Ofenausrüstung
HPAlloy X wird besonders für den Einsatz in Öfen empfohlen, da es eine ungewöhnliche Beständigkeit gegenüber oxidierenden, reduzierenden und neutralen Atmosphären aufweist. Aus dieser Legierung hergestellte Ofenwalzen befanden sich nach 8700-stündigem Betrieb bei 2150 ° F immer noch in gutem Zustand. Ofenbleche, die zur Aufnahme schwerer Lasten verwendet wurden, waren Temperaturen von bis zu 2300 ° F ausgesetzt. in einer oxidierenden Atmosphäre ohne Biegen oder Verziehen. HPAlloy X wird auch für Retorten, Schalldämpfer, Katalysatorträgergitter, Ofenleitbleche, Rohre für Pyrolyseoperationen und Flash-Trockner-Komponenten verwendet.
Gasturbinenverbrennungsdosen und -kanäle, Wärmebehandlungsanlagen.
Alloy X findet breite Anwendung in Gasturbinentriebwerken für Verbrennungszonenbauteile wie Übergangskanäle, Brennkammerdosen, Sprühstäbe und Flammenhalter sowie in Nachbrennern, Endrohren und Innenraumheizungen.
HPAlloy X
Leicht zu fabrizieren
HPAlloy X kann geschmiedet und aufgrund seiner guten Duktilität kaltverformt werden. Es kann sowohl mit manuellen als auch mit automatischen Schweißverfahren geschweißt werden, einschließlich Schutzgasbogen (beschichtete Elektroden), Wolframgasbogen (WIG) und Gasmetallbogen (MIG). Legierung X kann auch widerstandsgeschweißt werden.
Wärmebehandlung
Knetformen aus HPAlloy X werden, sofern nicht anders angegeben, in lösungswärmebehandeltem Zustand geliefert. Legierung X wird lösungsgeglüht bei 1177 ° C (2150 ° F) und schnell abgekühlt. Blankgeglühte Produkte werden in Wasserstoff gekühlt. Andere Wärmebehandlungstemperaturen können für bestimmte Formen und Bedingungen ebenfalls wirksam sein.
Schmieden
Das Schmieden von HPAlloy X-Knüppeln wird bei Temperaturen von 1750 bis 2200 ° F durchgeführt. Die Mindesttemperatur ist abhängig von Art und Grad der Verarbeitung. Hier sind einige allgemeine Regeln, die beim Schmieden von HPAlloy X befolgt werden sollten:
Für jeden Zoll Dicke Knüppel oder Barren eine Stunde bei Schmiedetemperatur einweichen.
Erwärmen Sie die Legierung jedes Mal, wenn die Temperatur auf einen Punkt abfällt, an dem eine weitere Verringerung dazu neigen könnte, das Metall zu brechen.
Erhöhen Sie die Schmiedetemperatur nicht, um den Wärmeverlust auszugleichen. Dies kann zu einem beginnenden Schmelzen führen.
Verwenden Sie beim Schmieden von Barren leichte, schnelle Schläge, bis die gegossene Struktur aufgebrochen ist. Nach dem Aufbrechen der Gussstruktur können schwere Schläge ausgeführt werden.
Versuchen Sie nicht, die allgemeine Form eines Barrens in der Anfangsphase des Schmiedens von quadratisch zu rund zu ändern. Arbeiten Sie vom Quadrat zum Achteck. Anschließend das Achteck mit einem V-förmigen Stempel abrunden.
Entfernen Sie alle Risse oder Risse, die beim Schmieden entstehen. Sehr oft kann dies durchgeführt werden, während sich das Metall noch unter dem Hammer befindet.
Entkalken und Beizen
HPAlloy X ist relativ inert gegenüber kalten sauren Beizlösungen. Nach der Wärmebehandlung haftet der Oxidfilm besser als bei rostfreien Stählen. Geschmolzene Ätzbäder, gefolgt von saurem Beizen, haben sich als am effizientesten erwiesen. Bei zwei derartigen Verfahren mit geschmolzenem Ätzmittel werden Bäder mit "Virgo" -Entkalkungssalz (Hooker Electrochemical Company) verwendet.
Heißformung
Gleich wie Schmieden.
Kaltumformung
Leicht kaltverformbar, ähnlich wie bei austenitischen rostfreien Stählen der Serie 300, mit der Ausnahme, dass diese Legierung etwas "steifer" ist und unter Umständen einen höheren Umformdruck erfordert. Nach starker Kaltumformung kann das Produkt wie unter "Wärmebehandlung" angegeben lösungsgeglüht werden.
Altern
Die Legierung kann nach der Lösungswärmebehandlung bei Temperaturen von 1200 bis 1600 ° F gealtert werden.
Die Alterung führt zu einer leichten Zunahme der Festigkeit und Härte, wobei der Effekt mit stundenlangem Aussetzen bei der Alterungstemperatur zusammenhängt - je länger die Zeit, desto größer der Effekt.
Stirnabschreckversuch
Durch Kaltumformung und etwas Alterung gehärtet. Diese Legierung ist durch konventionelles Erhitzen und Abschrecken wie bei unlegierten Kohlenstoffstählen nicht härtbar.
Die Härte beträgt typischerweise 200 BHN (Rockwell B96) und niemals mehr als 241 BHN gemäß Spezifikation. Das Material wird normalerweise im lösungsbehandelten (getemperten) Zustand verwendet. Die Kornstruktur bleibt sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Temperaturen austenitisch.
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