UNS N07080 · W.Nr. 2.4952 ve 2.4631 · NiCr20TiAl · %18,0-21,0 Cr – %1,8-2,7 Ti – %1,0-1,8 Al – kalan Ni. Sertleşme, titanyum ve alüminyumun oluşturduğu γ′ (Ni₃(Al,Ti)) çökeltisiyle sağlanır; alaşımda niyobyum yoktur.
Yüksek sıcaklıkta dayanım ve sürünme direnci istenen parçalar için alınır: gaz türbini kanat, halka ve diskleri, yüksek sıcaklık cıvata ve bağlantı elemanları, otomotiv egzoz supapları. Üretici teknik bültenleri alaşımı 815 °C’ye kadar servis için tanımlar.
Formlar
Yuvarlak çubuk · lama · levha · sac · boru · dövme. Tüm formlar sipariş bazlı temin edilir.
Standartlar
AMS YOK. Bu alaşım için dört bağımsız kaynakla doğrulanabilen tek şartname ASTM B637 / ASME SB-637’dir (UNS N07080; çubuk, dövme ve dövme stoğu). ASTM B637 düz ürünü (levha, sac, şerit) ve boruyu KAPSAMAZ. Sayfada görünen AMS numaraları doğrulanamamıştır. AMS 5829 bu alaşıma değil, Nimonic 90’a (UNS N07080 değil, UNS N07090) aittir;
Artısı
Çökelme sertleştirme sonrası ASTM B637 minimumları 930 MPa çekme dayanımı, 620 MPa akma dayanımı ve %20 uzamadır; aynı malzeme 815 °C’ye kadar sürekli serviste kullanılır.
Kaynak
Sac, direnç kaynağı yöntemleriyle birleştirilir. TIG ve MIG ile füzyon kaynağı ince kesitlerde uygulanabilir; kesit kalınlaştıkça kaynak metalinde ve ısıdan etkilenen bölgede mikro-çatlak (micro-fissuring) görülür. Kaynak sonrası ısıl işlem, özelliklerin geri kazanılması için gereklidir.
Sınırları
Servis sıcaklığı tavanı 815 °C’dir; üretici bültenleri alaşımı bu sıcaklığa kadar tanımlar. Yaşlandırma 690-710 °C’de yapıldığı için bu sıcaklığın üzerindeki uzun süreli serviste γ′ çökeltisi kabalaşır ve sertleşme etkisi azalır — bu mekanizma alaşımın servis tavanının neden 815 °C’de tutulduğunu açıklar;
Veriler üretici veri sayfalarından derlenmiştir · sipariş öncesi güncel şartnameden teyit ediniz
Bu sayfada · tıklayın, ilgili bölüme gider
Nimonic 80A NedirÜrün Formuna Göre StandartlarASME Kod Kabulü ve Kod SıcaklıklarıStandardı OLMAYAN Ürün FormlarıKimyasal BileşimMekanik DeğerlerFiziksel ÖzelliklerIsıl İşlem ve Isıl KararlılıkKaynakTalaşlı İmalatKorozyonSık Sorulan SorularYaygın Veri Sayfası Hataları ve Tuzaklar
Nimonic 80A, nikel esaslı, krom ile alaşımlandırılmış ve yaşlandırma ile sertleştirilen bir süper alaşımdır. Nikel alaşımlar grubu içinde, 650–850 °C aralığında mekanik dayanımını uzun süre koruyabilmesiyle öne çıkar. UNS karşılığı N07080’dir.
Sertleşme mekanizması, titanyum ve alüminyum katkılarıyla oluşan γ′ (Ni₃(Al,Ti)) çökeltilerine dayanır. Bu çökelti fazı, sıcaklıkla birlikte gelen yumuşamaya karşı yüksek direnç sağlar. Ti ve Al toplamı genellikle %3,5–4 aralığında tutulur; bu, γ′ fazı oluşumu için kritik eşiktir.
Oksidasyon direnci 900 °C’ye kadar olan servis sıcaklıklarında çok yüksektir. Tekrarlı ısıl çevrimlere karşı termal yorulma direnci ve diğer nikel süper alaşımlarına göre daha kolay kaynaklanabilir olması, alaşımın öne çıkan pratik avantajlarıdır.
Gaz türbini kanatları, contalar, braketler ve sabitleme elemanlarında; nükleer enerjide reaktör içi elemanlar ve yüksek sıcaklık cıvatalarında; otomotiv ve motor sporlarında turboşarj kanatları ile egzoz sistemlerinde kullanılır. H₂S içeren ortamlar için NACE MR0175 / ISO 15156-3 onayı bulunmaktadır.
Kimyasal Bileşim · Nimonic 80A (N07080)
DEFENCE METAL
Ni — Nikel
%76 (bakiye)
Cr — Krom
%19,0 – 21,0
Ti — Titanyum
%1,8 – 2,7
Al — Alüminyum
%1,0 – 1,8
Fe — Demir
%3,0 maks
C — Karbon
%0,10 maks
Mn / Si
%1,0 maks
Mekanik ve Fiziksel Özellikler · Yaş Sertleştirilmiş
DEFENCE METAL
Çekme dayanımı (Rm)
1000 – 1200 MPa
Akma dayanımı (Rp0,2)
700 – 850 MPa
Uzama
%15 – 20
Servis sıcaklık aralığı
-200 °C … 850 °C
Yoğunluk
8,19 g/cm³
Ergime aralığı
1320 – 1380 °C
Standartlar ve Karşılıkları · Nimonic 80A
DEFENCE METAL
Ticari ad
Nimonic 80A
UNS
N07080
AMS
4378 · 5829
Temin edilebilen formlar
Yuvarlak çubuk · Lama · Levha · Sac · Boru · Dövme Tüm formlar sipariş bazlı temin edilmektedir.
Nimonic 80A Nedir — Nichrome’a Titanyum ve Alüminyum Eklendiğinde Ne Olur
Nimonic 80A (UNS N07080 / W.Nr. 2.4952 ve 2.4631 / EN kimyasal adı NiCr20TiAl / AFNOR NC 20 TA / BS NA20), nominal %20 krom – kalan nikel matrisine %1,8–2,7 titanyum ve %1,0–1,8 alüminyum eklenerek elde edilmiş, çökelme sertleşmeli (yaşlandırılabilir) bir nikel-krom alaşımıdır. Metalurjik olarak tarifi bu kadar basittir: 80/20 nichrome, artı γ′ oluşturacak kadar Ti ve Al. Sertleşme mekanizması γ′ — Ni₃(Ti,Al) düzenli intermetalik fazının matrisle uyumlu (coherent) olarak çökelmesidir.
Alaşımın ayırt edici tek cümlesi şudur: γ′ ile sertleşen nikel alaşımları arasında en basit, en ucuz ve en yüksek kromlu olanıdır — kobaltı yok, molibdeni yok, niyobyumu yok, demiri fiilen yok. %18–21 krom ona γ′ ailesindeki en iyi oksitlenme ve kurum/kül direncini verir; γ′ ise ona supap sıcaklığında sıcak sertlik ve yorulma dayanımı verir. Bedeli yüksek sıcaklık tavanıdır: yük altında ~815 °C. Onun üzerinde γ′ kabalaşır ve çözünmeye başlar; alaşım düz bir katı çözelti gibi davranmaya başlar.
Ailedeki Kardeşlerle Dürüst Konumlandırma
DEFENCE METAL
Nimonic 75 (N06075 / 2.4951)
γ′ YOKTUR. Ti %0,2–0,6, alüminyum yok — katı çözelti alaşımıdır. Mükemmel şekillendirilebilirlik ve kaynaklanabilirlik, ~1000 °C’ye kadar oksitlenme direnci, ama yük taşıma kapasitesi 80A’nın çok altında. Statik fırın parçası, yanma odası astarı, egzoz kanalı. 80A ile 75’i karıştıran bir sertifika, yaşlandırılamayan bir malzemeyi supap olarak satar.
Nimonic 80A (N07080 / 2.4952)
Referans nokta. Cr 18–21 · Ti 1,8–2,7 · Al 1,0–1,8 · Co ≤%2 (kasıtlı olarak alaşımlanmamış) · Fe ≤%3 · Mo yok · Nb yok. Yük altında 815 °C, oksitlenme/tufallenme direnci 1000 °C‘ye kadar. Egzoz supabının alaşımı.
Nimonic 90 (N07090 / 2.4632)
80A + %15–21 KOBALT. Ti %2–3, Al %1–2. Kobalt istif hatası enerjisini düşürür ve γ′ çözünme sıcaklığını yükseltir; sonuç ~920 °C’ye kadar sürünme ve kopma dayanımı. Bedeli: kobalt fiyatı, daha zor sıcak işleme, daha dar dövme penceresi. 80A yetmediğinde gidilecek yer burasıdır — ama gerçekten yetmediğinde
Inconel X-750 (N07750 / 2.4669)
Cr 14–17 (80A’dan düşük) · Fe %5–9 · Nb+Ta %0,70–1,20 · Ti 2,25–2,75 · Al 0,40–1,00. Niyobyum γ′’ye girer ve X-750’yi yay ve bağlantı elemanı alaşımı yapar. Daha ucuzdur (daha çok demir, daha az nikel) ve çok daha geniş bir AMS şartname ailesine sahiptir — sac, tüp ve tel için bile. Ama kromu düşüktür: egzoz gazı oksitlenmesinde 80A’nın yerini tutmaz. Ayrıntı: Inconel X-750
21-4N valf çeliği (X50CrMnNiNbN21-9 / 1.4882)
Gerçek ticari rakip budur — Nimonic 90 değil. Mangan-azot ile dengelenmiş ostenitik supap çeliği; kilogram fiyatı 80A’nın çok altında. Sıradan benzinli motorun egzoz supabı bundan yapılır. 80A’ya geçilmesinin tek sebebi vardır: turbo beslemeli veya ağır yakıtlı motorda supap sıcaklığı ve mekanik yükü, ostenitik çeliğin sıcak sertliğini ve yorulma dayanımını aştığında
Ürün Formuna Göre Standartlar
ÜRÜN FORMUNA GÖRE STANDARTLAR
DEFENCE METAL
Ürün formu
Standartlar
Yuvarlak çubuk, lama, dövme, dövme stoğu
ASTM B637 / ASME SB-637 — UNS N07080. Çözelti + kararlılaştırma + çökelme sertleştirme çevrimini ve oda sıcaklığı mekanik minimumlarını tanımlar. Bu form için AMS numarası yoktur.
Levha, sac, şerit
Dört bağımsız kaynakla doğrulanmış şartname YOK. ASTM B637 düz ürünü kapsamaz. Kaynaklarda BS HR 201, AECMA prEN 2191 ve ISO 6208 geçer; hiçbiri dört kaynak eşiğini aşmamıştır.
Boru
Dört bağımsız kaynakla doğrulanmış şartname YOK. ASTM B637 boruyu kapsamaz. Kaynaklarda BS HR 401 geçer; iki kaynakta bulunmuştur.
Yüksek sıcaklık cıvata ve bağlantı elemanı
Dört bağımsız kaynakla doğrulanmış şartname YOK. Kaynaklarda EN 10269 (NiCr20TiAl / 2.4952) geçer; iki kaynakta bulunmuştur. Bu formda da AMS numarası yoktur.
Bu alaşımda standart kapsamı ürün formuna göre EŞİT DEĞİLDİR: dört bağımsız kaynakla doğrulanabilen tek şartname çubuk ve dövme içindir. Levha, sac, boru ve bağlantı elemanı satırlarında şartname adayları vardır ama hiçbiri dört bağımsız kaynakta bulunamamıştır; bu formlar sipariş edilirken kabul zinciri proje şartnamesiyle kurulmalıdır. BS HR numaralandırması kaynaklarda şu düzende görülür: çubuk için HR 1, levha/sac/şerit için HR 201, boru için HR 401. Aynı düzen Nimonic 90 (HR 2 / HR 202 / HR 402) ve Nimonic 75 (HR 5 / HR 203 / HR 403) için de geçerlidir. AMS 5829 bu alaşıma ait değildir: iki bağımsız kaynak onu Nimonic 90 (UNS N07090) çubuk, tel ve dövme stoğu şartnamesi olarak listeler. Bu uyarı iki kaynağa dayandığı için diyagram verisi değil, uyarı notudur.
Bu bölümü dikkatle okuyun: 80A’nın standart haritası, çoğu nikel alaşımınınkinden belirgin biçimde DAHA ZAYIFTIR. Alaşım bir çubuk/dövme alaşımıdır. Levha, boru ve tel tarafında ASTM karşılığı yoktur ve bunu bilmeden teklif vermek, sonradan sertifikalandıramayacağınız bir taahhüt üretir.
Ürün Formuna Göre Standartlar · Nimonic 80A (N07080 / 2.4952 / 2.4631)
DEFENCE METAL
Çubuk · bar · dövme · dövme stoğu
ASTM B637 / ASME SB-637 — “Precipitation-Hardening and Cold Worked Nickel Alloy Bars, Forgings, and Forging Stock for Moderate or High Temperature Service”. N07080 bu şartnamede açıkça yer alır; kapsamdaki diğer kaliteler N07252, N07001, N07500, N07750, N07752, N07718. Bu, 80A’nın tek gerçek ASTM şartnamesidir.
Çubuk · bar (İngiliz yolu)
BS 3076 NA20 — nikel ve nikel alaşımı yuvarlak/kare/altıgen bar (sıcak işlenmiş 12–300 mm çap, soğuk işlenmiş 8–55 mm çap). NA20 = “nikel-krom-titanyum-alüminyum alaşımı”. Ayrıca BS HR 1 (bar)
Cıvata · somun · saplama
EN 10269 — “Belirli yüksek ve/veya düşük sıcaklık özellikleri olan bağlantı elemanı çelikleri ve nikel alaşımları”. NiCr20TiAl / 2.4952 bu standartta adıyla yer alır; teslim durumu +AT+P (çözelti tavlı + çökelme sertleştirilmiş), d ≤160 mm. 80A’nın Avrupa’daki en güçlü ve en net şartnamesi budur
Supap alaşımı olarak
EN 10090 — “İçten yanmalı motorlar için supap çelikleri ve alaşımları”. 2.4952 / NiCr20TiAl standardın on kalitesinden biridir — ve iki nikel esaslı kaliteden biri (diğeri 2.4955 / NiFe25Cr20NbTi). Kalan sekiz kalite X-serisi çeliklerdir (aşağıda ayrı tablo)
Şerit · sac · levha
BS HR 201 · DIN EN 10302 · ISO 6208. ASTM karşılığı YOKTUR. ASTM B637 yalnızca çubuk, dövme ve dövme stoğudur — levha veya sac değil
Boru · tüp
BS HR 401. Başka hiçbir şey doğrulanamadı — ne ASTM, ne EN, ne ASME. Aşağıdaki “standardı olmayan formlar” bölümüne bakın
ASME Bölüm IX P-No / F-No
— doğrulanamadı. Bir numara yayımlamayın. Çökelme sertleşmeli nikel alaşımları ASME IX’da her zaman P-numarası taşımaz; N07080 için bir atama bağımsız olarak teyit edilemedi. Kaynaklı bir 80A birleşimi için prosedür niteliğini alaşıma özgü olarak yaptırın
EN 10090 içinde 80A nerede duruyor — X-serisi ile ilişkisi
EN 10090 Kapsamındaki On Kalite — Merdivenin Tamamı
DEFENCE METAL
Martenzitik supap çelikleri (emme supabı, düşük yük)
1.4718 / X45CrSi9-3 · 1.4731 / X40CrSiMo10-2 · 1.4748 / X85CrMoV18-2. Su verilmiş + temperlenmiş (+QT). Ucuz, iyi aşınma direnci, ama egzoz tarafındaki sıcaklıkta temper yumuşaması yaşar
1.4866 / X33CrNiMnN23-8 · 1.4870 / X53CrMnNiNbN21-9 · 1.4871 / X53CrMnNiN21-9 · 1.4875 / X55CrMnNiN20-8 · 1.4882 / X50CrMnNiNbN21-9. Bunlar “21-4N” ailesidir: Mn ve N ile ostenit kararlı tutulur, Nb karbür/nitrürleri çökeltilir. Teslim durumu genellikle +AT+P (çözelti tavlı + çökelme sertleştirilmiş) — yani 80A ile aynı durum kodu
Nikel esaslı supap alaşımları (egzoz supabı, en ağır yük)
2.4952 / NiCr20TiAl (= Nimonic 80A) · 2.4955 / NiFe25Cr20NbTi. Standardın en üst basamağı budur. Ostenitik çeliğin sıcak sertliği ve yorulma dayanımı yetmediğinde standardın içinde kalarak çıkılacak yer
2.4952 ile 2.4955 farkı
NiFe25Cr20NbTi demir içerir (nominal ~%25 Fe) ve niyobyum ile sertleşir — kabaca A-286/alaşım 901 mantığıdır ve daha ucuzdur. NiCr20TiAl (80A) fiilen demirsizdir ve γ′ ile sertleşir. 80A daha yüksek sıcaklık kapasitesi verir; 2.4955 maliyet-performans basamağıdır. Demir esaslı çökelme sertleşmeli bir muadil için: A-286 ve Incoloy 925
ASME Kod Kabulü ve Kod Sıcaklıkları — Burada Dürüst Olmak Zorundayız
Bu bölüm, çoğu dağıtımcı sayfasının sessizce atladığı bölümdür ve tam da bu yüzden ticari olarak değerlidir.
ASME Durumu · N07080
DEFENCE METAL
ASME SB-637
VARDIR. ASTM B637, ASME tarafından SB-637 olarak benimsenmiştir ve N07080 bu şartnamenin kapsamındadır. Bu, malzeme şartnamesinin kabul edildiği anlamına gelir — basınç tasarımı için emniyet gerilmesi yayımlandığı anlamına GELMEZ
Bölüm II Kısım D emniyet gerilmeleri
— doğrulanamadı. N07080 için Bölüm II Kısım D’de yayımlanmış izin verilebilir gerilme tabloları ve azami kod sıcaklığı bağımsız olarak teyit edilemedi. Bu sayfaya bir kod sıcaklığı YAZMAYIN
Bölüm VIII Div. 1 / Div. 2
— doğrulanamadı. 80A bir basınçlı kap gövde malzemesi olarak tasarlanmamıştır; ticari kullanımı supap, cıvata ve türbin bağlantı elemanıdır. Bir basınç sınırı uygulaması için 80A teklif edilmeden önce, güncel Bölüm II Kısım D’den kalite ve sıcaklık doğrudan kontrol edilmelidir
Doğru cümle
Müşteriye şunu yazın: “N07080, ASME SB-637 kapsamında bir malzeme şartnamesine sahiptir. Basınç taşıyan bir kod uygulaması için izin verilebilir gerilme ve azami sıcaklık, güncel ASME Bölüm II Kısım D’den proje bazında teyit edilmelidir; tedarikçi olarak bir kod sıcaklığı beyan etmiyoruz.” Bu cümle sizi korur ve aynı zamanda doğrudur
Standardı OLMAYAN Ürün Formları — Ticari Olarak En Değerli Bölüm
Satış mühendislerinizin ezberlemesi gereken bölüm budur. 80A’nın standart haritası, geniş ASTM aileleri olan 625 veya 718 gibi alaşımlarla kıyaslandığında dar ve düzensizdir.
N07080 için Şartname Boşlukları
DEFENCE METAL
Tel — soğuk çekilmiş, yay teli
N07080 için ASTM, EN veya ISO tel ürün şartnamesi YOKTUR. Tel üreticileri ürünlerini BS 3076 NA20, BS HR 1, BS HR 601 ve ASTM B637‘ye atıfla listeler — ama bunların hiçbiri bir tel şartnamesi değildir; hepsi çubuk, bar ve dövme belgeleridir. Pratikte 80A tel firma şartnamesine göre satılır; yayımlanan tipik temperler: tavlı <1000 N/mm², yay temperi + yaşlandırılmış 1500–1800 N/mm² (tek kaynaklı). “ASTM’ye göre 80A tel” talebinin dürüst cevabı: kimya B637’ye, mekanikler ve temper anlaşmaya göre
Levha · sac · şerit
ASTM şartnamesi YOKTUR. Yalnızca BS HR 201, DIN EN 10302 ve ISO 6208. Bir müşteri “ASTM’ye göre 80A levha” isterse, böyle bir belge mevcut değildir — B637 levhayı kapsamaz. Karşılaştırın: X-750 de aynı boşluğu yaşar (yalnızca AMS 5542/5598), oysa 625 ve 600 için tam ASTM aileleri vardır
Dikişsiz ve dikişli boru · tüp
Yalnızca BS HR 401 doğrulanabildi. ASTM, ASME veya EN boru şartnamesi bulunamadı. Bir isteğe bağlı satıcı size “80A boru, ASTM B622’ye göre” teklif ediyorsa, o şartname Ni-Mo-Cr alaşımlarınındır ve N07080’i kapsamaz. Boru isteyen müşteriye BS HR 401 veya firma şartnamesi teklif edin ve bunu sipariş teyidine yazın
Döküm
80A’nın standartlaşmış bir döküm eşdeğeri YOKTUR. γ′ ile sertleşen bir alaşımın döküm hâli, dövme hâlinin süneklik ve yorulma başarımını vermez. “Döküm Nimonic 80A supap gövdesi” diye standart bir ürün yoktur. Talep gelirse dövme veya hassas dövme (forged valve blank) yolunu teklif edin
NACE MR0175 / ISO 15156
N07080’in ISO 15156-3 Ek A’da yer aldığı DOĞRULANAMADI. Alaşımda molibden yoktur ve üretici sayfalarında NACE ifadesi bulunmaz. Asla N07080 için “NACE MR0175 uyumlu” sertifika çıkarmayın. Ekşi servis için listeli nikel alaşımları Ni-Cr-Mo kaliteleridir: C-276, C-22, 625, 718
Kimyasal Bileşim — ASTM ile EN Aynı Alaşımı Farklı Sınırlarla Tarif Eder
80A’da ASTM ve EN bileşim tabloları AYNI DEĞİLDİR ve fark sertifikada gerçekten önemlidir. Üç element ayrışır: alüminyum, demir ve kobalt. Bir dökümün hangi tabloya göre kabul edileceğini siparişte belirlemezseniz, ASTM’yi geçen bir döküm EN’de kalabilir.
ASTM B637 · UNS N07080 (ağırlıkça %)
DEFENCE METAL
Karbon
≤0,10 — ASTM alt sınır koymaz
Mn · Si · S
≤1,00 · ≤1,00 · ≤0,015
Nikel
Kalan
Krom
18,00–21,00
Titanyum
1,80–2,70
Alüminyum
0,50–1,80 — tabanı 0,50
Demir
≤3,00
Kobalt · bor · zirkonyum · bakır · fosfor
ASTM B637 tablosunda N07080 satırı için LİSTELENMEZ. Bu, “sınırsız” demek değildir; şartnamenin o elementler için bir limit koymadığı anlamına gelir. Ticari uygulamada Co ≤%2,0, B ≤%0,008, Zr ≤%0,15, Cu ≤%0,2 yaygın olarak uygulanır — ama bunlar ASTM zorunluluğu değildir; siparişe yazılmalıdır
EN yolu · NiCr20TiAl · W.Nr. 2.4952 (EN 10269 / EN 10090 / DIN 17742), ağırlıkça %
DEFENCE METAL
Karbon
0,04–0,10 — ALT SINIR VARDIR. ASTM’de yoktur. Sebebi metalurjiktir: karbon, tane sınırlarında karbür oluşturarak tane sınırı kaymasını engeller ve sürünme kopma sünekliğini korur. %0,02 karbonlu bir döküm ASTM’yi geçer, EN’de KALIR
Silisyum · manganez
≤1,00 · ≤1,00
Fosfor · kükürt
≤0,020 · ≤0,015 — ASTM P için limit vermez
Krom
18,0–21,0 — iki sistemde aynı
Nikel
≥65,0 — EN sayısal bir taban koyar, ASTM “kalan” der
En önemli fark budur ve metalurjik bir sonucu vardır. Alüminyum γ′ oluşturucudur. %0,6 Al’lı bir döküm ASTM B637’yi geçer, ama γ′ hacim oranı düşük olur ve yaşlandırma sonrası dayanım tablonun alt ucuna düşer. Aynı döküm EN 2.4952 olarak reddedilir. Supap veya cıvata alıyorsanız EN bandını (1,0–1,8) siparişe yazın — B637’nin tabanı sizin istediğiniz malzemeyi garanti etmez
Demir: ≤3,00 (ASTM) vs ≤1,50 (EN)
İkinci sırada önemli. Demir maliyeti düşürür ve hurda kullanımını kolaylaştırır; buna karşılık oksit tabakasının koruyuculuğunu ve yüksek sıcaklık kararlılığını düşürür. %2,5 demirli bir döküm ASTM’de kalır, EN’de kalmaz. Egzoz gazı ortamı için EN bandını isteyin
γ′ — sayfanın metalurjik çekirdeği
80A’nın bütün dayanımı γ′, yani Ni₃(Ti,Al) düzenli intermetalik fazından gelir. Bu faz, YMK γ matrisiyle uyumlu (coherent) olarak çökelir; yani kafes düzlemleri matrisinkilerle devam eder. Dislokasyonlar bu uyumlu parçacıkları ancak keserek ya da etrafından dolanarak geçebilir; ikisi de enerji ister ve alaşım sertleşir. Ti + Al toplamı kritiktir. 80A’da bu toplam şartname bandına göre %2,8 ile %4,5 arasındadır (Ti 1,8–2,7 + Al 1,0–1,8). Bu toplam üç şeyi aynı anda belirler: γ′ hacim oranını (yani dayanımı), γ′ çözünme sıcaklığını (yani servis tavanını) ve gerinim-yaşlanma çatlamasına yatkınlığı (yani kaynaklanabilirliği). Üçü birbirinden ayrılamaz — bir 80A satıcısı size “hem daha güçlü hem daha iyi kaynaklanan 80A” satamaz. Ti/Al oranı da önemlidir. Titanyum ağırlıklı bir γ′, alüminyum ağırlıklı olandan daha hızlı kabalaşır; yani uzun süreli yüksek sıcaklık kararlılığı Ti’nin üst banda yakın olmasından hoşlanmaz. Bu, Al tabanını 0,50’ye indiren ASTM bandının neden riskli olduğunun ikinci sebebidir. Karbon ve bor tane sınırındadır. Karbon M₂₃C₆ ve MC karbürleri, bor ise borürleri verir; ikisi de tane sınırı kaymasını yavaşlatır. Sürünme kopması 80A’da tane sınırından (intergranüler) ilerler — bu yüzden EN’in %0,04 karbon tabanı bir formalite değildir.
Mekanik Değerler — Asgari ile Tipik Arasındaki Farkı Karıştırmayın
MUKAVEMET DEĞERLERİ
DEFENCE METAL
Koşul
Sertlik
Akma MPa
Çekme MPa
Uzama
ASTM B637 / ASME SB-637 — UNS N07080
—
620
930
%20
Satır ŞARTNAME MİNİMUMUDUR; üretici tipik değeri değildir. Değerler oda sıcaklığı içindir ve çevrimin tamamı (çözelti + kararlılaştırma + yaşlandırma) uygulandıktan sonra sağlanacak değerlerdir. ASTM B637 yalnızca çubuk, dövme ve dövme stoğunu kapsar; levha, sac ve boru için bu satır geçerli değildir. Değerler oda sıcaklığı şartname minimumlarıdır; bir parçanın gerçek değeri kesit, numune konumu ve fiili ısıl işlemle değişir. BS HR 201 (levha, sac, şerit) ve EN 10269 (bağlantı elemanı) mekanik minimumları dört bağımsız kaynakla doğrulanamadığı için tabloya ALINMAMIŞTIR; bulunan tek kaynaklı değerler ‘atlananlar’ listesindedir. Tam ısıl işlemli malzeme için sertlik değeri dört kaynakla doğrulanamamıştır; iki kaynak çelişmektedir ve bu ‘celiskiler’ altında kayıtlıdır. ASTM B637’nin N07080 için verdiği gerilme-kopma şartı (760 °C, 325 MPa) tek şartname metnine dayandığı için tabloya alınmamıştır.
80A’da yayımlanmış üç ayrı asgari seti vardır ve birbirine karıştırılmaları sektörde en sık rastlanan hatadır. Aşağıdaki üç tablo ayrı ayrı okunmalıdır.
Şartname Asgarileri — Üç Ayrı Sistem, Satırları KARIŞTIRMAYIN
DEFENCE METAL
ASTM B637 / ASME SB-637 çubuk, bar, dövme · tam ısıl işlemli
Çekme Rm ≥930 MPa (135 ksi) · Akma Rp0,2 ≥620 MPa (90 ksi) · Uzama (50 mm) ≥%20. Alan daralması ve sertlik için B637 asgari vermez
ASTM B637 · gerilme kopması şartı
760 °C (1400 °F) sıcaklıkta 325 MPa (47.000 psi) gerilme altında asgari 23 saat, asgari %3,5 uzama.Bu, B637’nin gerçek kabul kriteridir — çekme sayıları değil. Bir döküm çekme testini geçip kopma testinde kalabilir; sertifikada bu satırı arayın
EN 10269 bağlantı elemanı · +AT+P · d ≤160 mm
Akma Rp0,2 ≥600 MPa · Çekme Rm 1000–1300 MPa · Uzama A ≥%12 · Alan daralması Z ≥%12 · Çentik darbe ISO-V, 20 °C: ≥20 J
EN’de Rm bir BANTTIR — ASTM’de taban
Bu, sektörün en sık kaçırdığı ayrımdır. ASTM yalnızca taban koyar (930 MPa) ve üst sınır yoktur. EN 10269 hem taban (1000) hem TAVAN (1300 MPa) koyar. Aşırı yaşlandırılmış, çok yüksek dayanımlı bir döküm ASTM’yi rahatça geçerken EN 10269’da reddedilir — çünkü 1300 MPa’yı aşmıştır
BS HR 1 / MSRR yolu (dağıtımcı tabloları)
Yaygın yayımlanan set: Rp0,2 ≥620 MPa · Rm ≥1000 MPa · A ≥%20 · Z ≥%12 · sertlik ≥300 HV. Dikkat: bu 1000 MPa ASTM’nin rakamı DEĞİLDİR. “ASTM B637’ye göre çekme 145 ksi” yazan her tablo yanlıştır — B637 135 ksi der
Tipik Fabrika Değerleri — GARANTİ DEĞİL, ve kaynaklar ÇELİŞİYOR
DEFENCE METAL
Tam ısıl işlemli çubuk, oda sıcaklığı
Yayımlanan tipikler dağınıktır: bir Alman üretici Rp0,2 800 MPa / Rm 1200 MPa / A %20; bir başka yayıncı Rp0,2 780 MPa / Rm 1250 MPa / A %30; bir üçüncüsü Rp0,2 670 MPa / Rm 1150 MPa / A %17. Aradaki 100 MPa’lık fark gerçektir ve Al/Ti seviyesi, tane boyutu ve yaşlandırma rotasından gelir. Tek bir “tipik” rakam yayımlamayın; bandı yayımlayın
Çözelti tavlı (yaşlandırılmamış) durum
Burada ciddi bir ÇELİŞKİ vardır. Bir Alman üretici veri sayfası, tablosunu “çözelti tavlı” diye etiketleyip Rp0,2 600 / Rm 930 MPa / A %20 verir — ama bu sayılar ASTM B637’nin TAM ISIL İŞLEMLİ asgarileriyle neredeyse birebir aynıdır. Başka bir üretici çözelti tavlı için Rp0,2 600 / Rm 900 / A %30 yayımlar. γ′ çökelmemiş bir 80A’nın 600 MPa akma vermesi metalurjik olarak beklenmez. Muhtemel açıklama: etiketleme hatası ya da “çözelti tavlı” ifadesinin teslim durumunu (tavlı + yaşlandırılmış) kastetmesi. Yaşlandırılmamış malzeme satın alıyorsanız mekanik değerleri dökümden test ettirin; yayımlanmış bir sayıya güvenmeyin
Yüksek sıcaklıkta akma dayanımı (tipik)
Rp0,2: 100 °C 586 · 200 °C 568 · 300 °C 560 · 400 °C 540 · 500 °C 520 · 600 °C 500 MPa. Dikkat edilecek şey, eğrinin ne kadar DÜZ olduğudur: oda sıcaklığından 600 °C’ye akma yalnızca ~%17 düşer. γ′ alaşımlarının imzası budur ve 80A’nın supapta neden çalıştığının doğrudan sebebidir
Çentik darbe
EN 10269 asgarisi 20 °C’de ISO-V ≥20 J. Tipik olarak ~22 J yayımlanır. Bu düşük bir rakamdır ve şaşırtıcı değildir: γ′ ile sertleştirilmiş bir alaşım tokluk alaşımı değildir. 80A’yı darbe yüküne maruz bir yapısal parçada kullanmayın
8,19 g/cm³ (0,296 lb/in³) — en yaygın yayımlanan değer. Çelişki: bir üretici 8,2, bir diğeri 8,17 g/cm³ yayımlar. Fark ihmal edilebilir; 8,19’u kullanın
Ergime aralığı
1320–1370 °C (bir üretici) · 1320–1365 °C (çoğunluk). Tek bir “ergime noktası 1365 °C” rakamı yanlıştır — alaşımın bir solidüs-likidüs aralığı vardır
Elastisite modülü — ÇELİŞKİLİ
Yayımlanan değerler: 216 GPa · 222 GPa · 190–200 GPa · 190 GPa.Bu %17’lik bir dağılımdır ve görmezden gelinemez. En ayrıntılı kaynak (sıcaklığa bağlı tam tablo veren üretici) 20 °C’de 216 GPa verir ve bu değeri kullanmanızı öneririz; ama bir yay veya cıvata ön yükü hesabı yapıyorsanız modülü dökümden ölçtürün. Sıcaklıkla: 100 °C 212 · 200 °C 208 · 300 °C 202 · 400 °C 196 · 500 °C 189 · 600 °C 179 · 700 °C 161 · 800 °C 130 GPa
Isı iletkenliği
20 °C: 11,2 W/m·K. Sıcaklıkla: 100 °C 12,6 · 200 °C 14,4 · 300 °C 16,1 · 400 °C 17,8 · 500 °C 19,4 · 600 °C 20,8 · 700 °C 22,3 · 800 °C 24,5 · 900 °C 26,5 · 1000 °C 28,4 W/m·K
Ortalama ısıl genleşme katsayısı
20–100 °C: 12,7 × 10⁻⁶/K. Sonra: 20–200 °C 13,3 · 20–300 °C 13,7 · 20–400 °C 14,1 · 20–500 °C 14,4 · 20–600 °C 15,0 · 20–700 °C 15,5 · 20–800 °C 16,2 · 20–900 °C 17,1 · 20–1000 °C 18,1 × 10⁻⁶/K
Özgül ısı kapasitesi
20 °C: 460 J/kg·K. Sonra: 100 °C 469 · 200 °C 494 · 300 °C 519 · 400 °C 548 · 500 °C 573 · 600 °C 599 · 700 °C 628 · 800 °C 653 · 900 °C 678 · 1000 °C 703 J/kg·K
Elektriksel özdirenç
20 °C: 1,24 µΩ·m (= 124 µΩ·cm = 1,24 Ω·mm²/m). Yaygın hata: en az bir yayıncı bunu 12,4 µΩ·m diye basıyor — on kat hata. Doğru rakam 1,24 µΩ·m’dir
Manyetik geçirgenlik
20 °C’de µr = 1,001 — fiilen manyetik değil. Tek fazlı YMK (γ) matris artı γ′; ferromanyetik faz yoktur
Ticari olarak anlamlı nokta
11,2 W/m·K oda sıcaklığı ısı iletkenliği, karbon çeliğinin kabaca dörtte biri ve 316L‘in ~%70’idir. Egzoz supabında bu bir DEZAVANTAJDIR: supap tablasındaki ısı, sapa ve kılavuza doğru yavaş akar, yani tabla daha sıcak çalışır. Ağır yüklü supaplarda sodyum dolgulu sap kullanılmasının sebebi tam olarak budur — alaşımın düşük iletkenliğini telafi etmek için. Bir 80A supabı teklif ederken bunu bilmek, teknik olarak ciddiye alınmanızı sağlar
Isıl İşlem ve Isıl Kararlılık — İKİ AYRI ROTA VARDIR
ISIL İŞLEM — ŞEMATİK
1 · ÇÖZELTİ TAVI
1050-1080 °C (1922-1976 °F) 8 saat
2 · SOĞUTMA
hava
3 · YAŞLANDIRMA
aşağıdaki tabloya bakınız
DEFENCE METAL
Çözelti tavı
Adım
Çözelti tavı
Sıcaklık
1050-1080 °C (1922-1976 °F)
Süre
8 saat
Soğutma
hava
DEFENCE METAL
Çözelti tavı — üç kaynaktaki tolerans pencereleri
Adım
Çözelti tavı — üç kaynaktaki tolerans pencereleri
Sıcaklık
1050-1080 °C (1922-1976 °F)
Süre
8 saat
Soğutma
hava
Ne için
γ′ oluşturan titanyum ve alüminyumu katı çözeltiye alır; sonraki iki kademenin başlangıç durumunu kurar.
Şartnameler
Special Metals bülteni 1080 °C · ASTM B637 / ASME SB-637 1066 ± 14 °C · VDM Metals 1050-1080 °C
DEFENCE METAL
1. kademe — kararlılaştırma (stabilizasyon)
Adım
1. kademe — kararlılaştırma (stabilizasyon)
Sıcaklık
840-860 °C (1544-1580 °F)
Süre
24 saat
Soğutma
hava
Ne için
Çökelmeyi kararlı hale getiren ara kademe. Üç kaynakta da 24 saat ve hava soğutma verilir.
Şartnameler
Special Metals 850 °C · ASTM B637 849 ± 14 °C · VDM Metals 840-860 °C
Açıklama
Tam çevrim: 1050-1080 °C / 8 saat / hava → 840-860 °C / 24 saat / hava → 690-710 °C / 16 saat / hava.
Nihai mukavemeti veren kademe. ASTM B637 mekanik minimumları bu çevrimin tamamlanmış hali için geçerlidir.
Şartnameler
Special Metals 700 °C · ASTM B637 699 ± 14 °C · VDM Metals 690-710 °C
Açıklama
Çevrimin son kademesi; γ′ çökeltisini oluşturan kademe budur.
Şematiktir, zaman ekseni ölçekli değildir; Nimonic 80A için yayımlanmış bir TTT/CCT eğrisi kullanılmamıştır. Gösterilen çevrim çubuk, dövme ve dövme stoğu içindir (ASTM B637 / ASME SB-637 kapsamı). EN 10269 malzemeyi ‘+AT+P’ (çözelti tavlı + çökelme sertleştirilmiş) durumunda tanımlar; bu iki kademeli yolun sıcaklıkları tek kaynakta bulunduğu için diyagrama alınmamıştır. Üretici bülteni ayrıca soğuk haddelenmiş sac, kaynaklı sac ve ara tav için ayrı çevrimler verir; bu çevrimler yalnızca tek kaynakta bulunduğu için diyagrama alınmamıştır (‘atlananlar’ listesine bakınız). Üç kaynağın sıcaklık pencereleri birbirinin içinde kalır; kutuda verilen aralık üç pencerenin birleşimidir, ortalama değildir.
80A’da tek bir “standart ısıl işlem” yoktur ve bu, sayfanın en kritik bilgisidir. Alaşım iki farklı görev için iki farklı rotayla işlenir: sürünme rotası (türbin, cıvata, uzun süreli statik yük) ve supap rotası (yorulma ve dayanım sınırı odaklı). Aynı kimya, farklı parça. Siparişte rotayı belirtmezseniz, hangi malzemeyi alacağınızı bilmiyorsunuz demektir.
1066 ± 14 °C (1950 ± 25 °F), 8 saat, havada soğutma. Avrupa yolu aynı şeyi bant olarak verir: 1050–1080 °C, 8 saat, havada soğutma. İki yol çelişmez — 1066 °C, 1050–1080 bandının tam ortasındadır. Amaç: γ′’yi ve çözünebilir karbürleri çözmek, dislokasyonları gidermek, tane boyutunu belirlemek
Adım 2 — Kararlılaştırma tavı
849 ± 14 °C (1560 ± 25 °F), 24 saat, havada soğutma. Avrupa yolu: 840–860 °C, 24 saat, havada soğutma. Bu adım atlanamaz ve amacı yanlış anlaşılır. Yirmi dört saatin işi γ′ çökeltmek değildir; tane sınırlarında M₂₃C₆ karbürlerini kontrollü biçimde çökeltmektir. Bu karbürler tane sınırı kaymasını engeller ve sürünme kopma sünekliğini verir
Adım 3 — Yaşlandırma (çökelme sertleştirme)
699 ± 14 °C (1290 ± 25 °F), 16 saat, havada soğutma. Avrupa yolu: 690–710 °C, 16 saat, havada soğutma. Ticari kısaltma: “700 °C / 16 saat”. Asıl γ′ çökelmesi burada olur ve dayanımın ezici çoğunluğu buradan gelir
Neden üç adım
Tek adımda yaşlandırılan 80A, aynı çekme dayanımını verir ama sürünme kopma sünekliğini vermez. Tane sınırı mikroyapısı (karbürler) ile tane içi mikroyapı (γ′) ayrı ayrı kurulmak zorundadır. Kısa devre yapan bir ısıl işlemci size çekme testini geçen, kopma testinde kalan malzeme verir — ve B637’nin kabul kriteri kopma testidir
Rota 2 — SUPAP rotası (yorulma ve dayanım sınırı odaklı)
DEFENCE METAL
Farkın tamamı Adım 1’dedir
Çözelti tavı 1010–1050 °C — standart rotanın 1050–1080 °C’sinden yaklaşık 40 °C daha düşük. Üreticinin kendi ifadesi: “sürünme direnci yerine dayanım sınırının (endurance strength) öne çıktığı uygulamalarda — örneğin supaplarda — çözelti tavı 1010 °C ile 1050 °C aralığında yapılmalıdır”
Neden daha düşük
Tane boyutu. Daha düşük çözelti sıcaklığı daha ince tane bırakır. İnce tane yorulma dayanımını ve oda sıcaklığı akmasını yükseltir; kaba tane ise sürünme direncini yükseltir. İkisi aynı anda optimize edilemez — bu, metalurjinin en temel ödünleşimlerinden biridir ve 80A’da doğrudan ısıl işlem talimatına yansımıştır
Ticari sonuç
Türbin cıvatası için işlenmiş bir çubuk, supap için doğru malzeme DEĞİLDİR — ve tersi de doğrudur. Sertifikadaki kimya aynı görünür, mekanik değerler benzer görünebilir, ama yorulma ömrü farklıdır. Siparişe “supap rotası” ya da “sürünme rotası” yazın. Bunu soran bir tedarikçi, işini bilen tedarikçidir
Sıcak ve Soğuk İşleme
DEFENCE METAL
Sıcak şekillendirme aralığı
1200 → 1050 °C (üreticinin optimum bandı). Bir başka yayıncı daha geniş verir: 1050–1200 °C. Dövme için ayrıca 982–1176 °C yayımlanmıştır (tek kaynaklı). Tüm sıcak şekillendirmeden sonra tam ısıl işlem çevrimini yeniden uygulayın
Soğuk işleme
Yalnızca çözelti tavlı durumda yapılır ve alaşım ostenitik paslanmazdan hızlı pekleşir. Ara tavları planlayın. Yaşlandırılmış malzemeyi soğuk şekillendirmeye çalışmayın
Isıl kararlılık — 80A nerede bozulur
80A’da katı çözelti alaşımlarındaki gibi gevrekleştirici bir düzenlenme reaksiyonu ya da kaçınılacak bir faz penceresi beklenmez. Bozulma mekanizması tektir ve basittir: γ′ KABALAŞIR ve sonunda ÇÖZÜNÜR. Ostwald olgunlaşmasıyla büyük γ′ parçacıkları küçükleri yer; aralarındaki mesafe açılır ve dislokasyonlar kesmek yerine dolanmaya başlar — alaşım yumuşar. Süreç yaklaşık 700 °C üzerinde ölçülebilir hâle gelir ve 815 °C civarında ticari olarak kabul edilemez bir hıza ulaşır. Fiziksel ölçümü elastisite modülüdür: 700 °C’de 161 GPa, 800 °C’de 130 GPa — tek bir 100 °C adımında %19 düşüş. Kural tektir: yük altında 815 °C’yi aşmayın ve uzun süreli servisi sürünme tablosundan tasarlayın. 80A’nın on binlerce saatlik maruziyet sonrası süneklik ve tokluk kaybına ilişkin sayısal veri bağımsız olarak doğrulanamadı — kritik uygulamada üreticiden maruziyet sonrası veri isteyin.
Kaynak — Gerinim-Yaşlanma Çatlaması Bu Sayfanın En Önemli Uyarısıdır
80A γ′ ile sertleşen bir alaşımdır ve bu, kaynak açısından tek bir şey demektir: GERİNİM-YAŞLANMA ÇATLAMASI (strain-age cracking / reheat cracking) riski. Bu riski anlamayan bir imalatçı, kaynaktan sonra çatlayan parçalar üretir — ve çatlaklar çoğu zaman kaynak sırasında değil, kaynak sonrası ısıl işlem sırasında ısınma rampasında ortaya çıkar.
Kaynak · Nimonic 80A (N07080)
DEFENCE METAL
Mekanizma — önce bunu anlayın
Kaynaktan sonra parçada artık gerilme vardır. Parça, γ′ çökelme sıcaklık bandından (~600–800 °C) geçerek ısıtıldığında, γ′ hızla çökelir ve matrisi sertleştirir. Sertleşen matris artık artık gerilmeyi plastik deformasyonla karşılayamaz; gerilme tane sınırlarına yığılır ve ITAB’da (ısı tesiri altındaki bölge) taneler arası çatlak açılır. Çatlağın açıldığı an, fırının 700 °C’ye doğru ısındığı andır
Yatkınlığı belirleyen sayı: Al + Ti
Literatürdeki klasik kural, Al + Ti toplamı ~%3–4’ün üzerindeki γ′ alaşımlarının gerinim-yaşlanma çatlamasına yatkın olduğudur. 80A’nın şartname bandı Al + Ti = %2,8–4,5‘tir — yani alaşım bu bandın tam içindedir ve üst uca yakın dökümler açıkça yatkındır. Karşılaştırma: 718 niyobyumla (γ″) sertleşir ve çökelmesi çok yavaştır — bu yüzden 718 kaynaklanabilir sayılır, 80A sayılmaz. Waspaloy ise 80A’dan da yatkındır
ALTIN KURAL
80A’yı YALNIZCA çözelti tavlı durumda kaynaklayın. Yaşlandırılmış malzemeye kaynak yapmayın. Yaşlandırılmış malzeme zaten sert bir matrise sahiptir ve kaynak gerilmesini karşılayacak sünekliği yoktur. Bir supap veya cıvata üzerinde tamir kaynağı yapılacaksa, önce tam çözelti tavı uygulanmalıdır
Kaynak sonrası ısıl işlem — ZORUNLUDUR
Yayımlanmış tamir prosedürü: çözelti tavı 1065–1095 °C, 8 saat, havada soğutma → yaşlandırma 685–715 °C, 16 saat, havada soğutma. Bu, standart ısıl işlem çevriminin tamamının tekrarıdır; “gerilim giderme tavı” değildir. 80A’da basit bir gerilim giderme tavı DİYE BİR ŞEY YOKTUR — o sıcaklıklar zaten yaşlandırma sıcaklıklarıdır
İşleme sırası
Talaşlı imalatı yaşlandırmadan ÖNCE, çözelti tavından sonra yapın. Sebep ikilidir: (a) çözelti tavlı malzeme çok daha kolay işlenir; (b) yaşlandırma sırasında oluşabilecek küçük boyut değişimleri son ölçüyü bozmaz. Sıra: çözelti tavı → kaynak → çözelti tavı → talaşlı imalat → yaşlandırma
Dolgu metali — iki yol
(a) Eşleşen dolgu: 80A’dan çekilmiş tel; kaynak metali de yaşlandırılabilir ve birleşimde dayanım kaybı olmaz. Bir AWS sınıflandırması doğrulanamadı; firma şartnamesine göre satın alınır. (b) Eşleşmeyen dolgu: tamir uygulamalarında ENiCrFe-3 ve ERNiCr-3 / ENiCr19Nb tipi Ni-Cr-Nb sarfları kullanıldığı bildirilmiştir. Bunlar yaşlandırılamaz — kaynak metali yumuşak kalır. Yük taşıyan bir birleşimde bunu bilerek seçin ve müşteriye yazın
Prosesler
TIG/GTAW ve MIG/GMAW ana yollardır; örtülü elektrot/SMAW tamirde kullanılır. Ön tav ve pasolar arası sıcaklık için yayımlanmış sayısal bir limit bulunamadı — bir rakam yayımlamayın. γ′ alaşımlarında pratik, pasolar arası sıcaklığı olabildiğince düşük tutmak ve ısı girdisini sınırlamaktır
Gerçekte ne ters gidiyor
1. Yaşlandırılmış malzemeye kaynak yapmak. En sık ve en pahalı hata. Parça kaynak sırasında çatlamayabilir; çatlak kaynak sonrası ısıl işlemde ya da ilk termal çevrimde ortaya çıkar. Kaynak öncesi çözelti tavı pazarlık konusu değildir. 2. “Gerilim giderme tavı” uygulamak. 80A’da 600–750 °C’de yapılan bir “gerilim giderme”, tam olarak yaşlandırma çevrimidir — yani gerilmeyi gidermez, matrisi sertleştirir ve çatlağı tetikler. Ya tam çözelti tavı yapılır, ya hiçbir şey yapılmaz. 3. Yanlış dolgu ile yük taşıyan birleşim. ENiCrFe-3 ile yapılmış bir birleşim, yaşlandırmadan sonra kaynak metali ana metalden belirgin şekilde zayıf kalır. Tamir için kabul edilebilir; tasarım birleşimi için değil. 4. “80A kaynaklanabilir bir alaşımdır” cümlesine güvenmek. Bazı dağıtımcı sayfaları bunu hiçbir koşul belirtmeden yazar. Doğrusu şudur: 80A, doğru durumda ve doğru ısıl işlem çevrimiyle kaynaklanabilir; koşullar sağlanmazsa çatlar.
Talaşlı İmalat
Açıkça belirtilmesi gereken çekince: aşağıdaki parametreler ikincil kaynaklardan derlenmiş başlangıç değerleridir, üreticinin 80A’ya özgü resmî tablosu değildir. Kendi denemenizle doğrulayın. Üreticinin yayımladığı nitel kural nettir: düşük kesme hızı seçin ve takım her zaman kesmeye temas hâlinde kalsın.
Başlangıç Parametreleri (ikincil kaynak · yaşlandırılmış durum, ~38 HRC)
DEFENCE METAL
İşlenebilirlik oranı
~%12 (serbest kesilen çeliğe göre). Bu, nikel esaslı alaşımların en zor ucudur — yaşlandırılmış 80A rutin bir paslanmaz işi değildir
Tornalama
40–55 m/dak (130–180 sfm) · çok sert altlıklı, PVD kaplamalı karbür · taşlanmış uçlar · talaş açısı 13°–18° pozitif · hone 0,02–0,05 mm · pah genişliği 0,10–0,20 mm
Frezeleme
30–40 m/dak (100–130 sfm) · orta sert altlıklı, PVD kaplamalı karbür
Delme
30–40 m/dak (100–130 sfm)
CBN
CBN uçlar karbüre göre kesme hızını 2–4 kat artırabilir; buna karşılık maliyeti belirgin biçimde yüksektir. Seri supap üretiminde değerlendirmeye değer
Yöneten kurallar
Pozitif ve keskin kesme ağzı zorunludur. Alaşım hızla pekleşir: rijit bağlama, sabit ilerleme, asla bekletmeyin, asla sürtmeyin — duran bir ilerleme yüzeyi parlatır ve bir sonraki paso pekleşmiş bir kabuğu kesmek zorunda kalır. Bol ve basınçlı soğutma sıvısı
Korozyon — Nerede İyi, NEREDE BAŞARISIZ
80A bir yüksek sıcaklık oksitlenme alaşımıdır. Sulu ortam korozyon alaşımı DEĞİLDİR. Bu ayrım sayfanın en sık ihlal edilen kısmıdır, çünkü alaşımın %18–21 kromu onu bir paslanmaz çelikten daha iyi bir şey gibi gösterir. Değildir: molibden yoktur, azot yoktur, bakır yoktur.
Nerede iyi — yüksek sıcaklık oksitlenmesi
80A yüzeyinde Cr₂O₃ (krom oksit) esaslı, sıkı yapışan, koruyucu bir tabaka oluşturur. Yayımlanan tufallenme (scaling) direnci sınırı 1000 °C’dir. Bu, aynı kromdaki demir esaslı ısıya dayanıklı çeliklere göre belirgin bir avantajdır: nikel matris, oksit tabakası çatladığında hızlı yeniden pasifleşme sağlar ve termal çevrimde tabakanın pul pul dökülmesini (spalling) azaltır.
Nerede iyi — egzoz gazı ortamı (asıl uygulama)
80A’nın ticari varlık sebebi budur. Üretici verisi, alaşımın ağır yakıt (heavy oil) ile çalışan motorlarda egzoz supabı olarak, vanadyum pentoksit (V₂O₅), sodyum bileşikleri ve kükürt bileşiklerine karşı direncini kanıtladığını belirtir. Bu üçlü, ağır yakıtlı deniz ve stasyoner dizel motorlarının klasik supap öldürücüsüdür: Vanadyum pentoksit ~675 °C civarında ergiyen düşük erime noktalı bir oksittir; eriyik hâlde koruyucu Cr₂O₃ tabakasını çözer ve akıtır (fluxing). Klasik “katastrofik oksitlenme” mekanizması budur. Sodyum sülfat (Na₂SO₄) deniz havasındaki sodyum ile yakıttaki kükürtten oluşur ve sıcak korozyona (hot corrosion) yol açar. 80A’nın bu ortamda dayanmasının sebebi yüksek kromudur — γ′ ailesindeki daha güçlü ama daha düşük kromlu alaşımlar (örneğin X-750, Cr %14–17) burada 80A’nın yerini tutmaz. Bu, 80A’yı satarken kullanılacak en güçlü teknik argümandır.
NEREDE BAŞARISIZ — 1: sulu ortam korozyonu
80A’da molibden YOKTUR. Bu tek olgu, sulu ortamdaki bütün zayıflıklarını açıklar. Molibden, klorürlü ortamda pasif filmin lokal bozulmasını (çukurcuk ve aralık korozyonu) engelleyen elementtir. Kabaca hesaplarsanız, Mo = 0 ve N ≈ 0 ile alaşımın çukurcuk direnci eşdeğer sayısı yalnızca krom kadardır: ~18–21 — yani 316L‘in (~24) altında ve 2507 süper dubleks ya da C-276 ile kıyaslanamaz. Pratik sonuçlar: deniz suyunda kullanmayın. Klorürlü proses çözeltilerinde kullanmayın. İndirgeyici asitlerde (HCl, H₂SO₄) kullanmayın — orada B-3 ya da C-276 vardır. 80A için yayımlanmış sulu ortam korozyon hızı tabloları bulunamadı ve bu bir eksiklik değil, bir mesajdır: üreticiler bu alaşımı o iş için satmıyor.
Yüksek nikelli alaşımların klasik zafiyeti budur ve 80A %75 nikellidir. Oksijenin az, kükürdün bol olduğu indirgeyici bir atmosferde (örneğin eksik yanma ürünleri, kükürtlü proses gazları, petrokimya rejenerasyon ortamları) koruyucu Cr₂O₃ tabakası kararlı kalamaz ve nikel sülfür oluşur. Ni–Ni₃S₂ ötektiğinin yaklaşık 645 °C’de ergidiği genel literatürde yaygın olarak bildirilir — yani supap sıcaklığının çok altında bir sıvı faz. Sıvı sülfür fazı tane sınırlarından içeri ilerler ve alaşımı içeriden parçalar; bu hasar biçimi hızlıdır ve geri dönüşü yoktur. Dikkat — iki ayrı iddiayı karıştırmayın. Üretici verisi, 80A’nın egzoz gazındaki kükürt bileşiklerine direndiğini söyler; o ortam yükseltgendir (bol hava fazlası) ve Cr₂O₃ tabakası kararlıdır. Bu, aynı alaşımın indirgeyici kükürtleyici bir proses atmosferinde çalışacağı anlamına gelmez. Bu ayrımı yapmayan bir teklif, sahada arızayla sonuçlanır. Böyle bir ortamda daha yüksek kromlu, daha düşük nikelli ya da özel olarak seçilmiş alaşımlara bakın — örneğin 800H ya da 601 — ve yine de kükürt kısmi basıncını hesaplatın.
NEREDE BAŞARISIZ — 3: 815 °C üzerinde mekanik çöküş
Bu bir korozyon arızası değildir ama sahada korozyon arızası gibi görünür. 815 °C’nin üzerinde γ′ kabalaşır ve çözünür; parça sürünmeye başlar, supap tablası deforme olur, oturma yüzeyi kaçar ve sıcak gaz kaçağı başlar. Kaçan gaz oturma yüzeyini yakar (guttering) ve arıza raporunda “korozyon” diye görünür. Gerçek sebep aşırı sıcaklıktır. Sürünme tablosuna bakın: 800 °C’de 10⁵ saatlik kopma dayanımı 20 MPa’dır. Bu, mühendislik anlamında sıfıra yakındır.
Sık Sorulan Sorular
Egzoz supabımız 21-4N (1.4882). Nimonic 80A’ya geçmek için para vermeye değer mi?
Cevap tamamen supap tablasının gerçek sıcaklığına ve yükleme rejimine bağlıdır, ve bu iki sayıyı ölçmeden karar vermek para yakmaktır. İkisi de aynı standarttadır. EN 10090, hem 1.4882 / X50CrMnNiNbN21-9‘u hem 2.4952 / NiCr20TiAl‘ı kapsar ve ikisi de +AT+P durumunda teslim edilir. Yani standart farkı yoktur; merdivenin iki farklı basamağıdır. 21-4N’in yaptığı iş: manganez ve azotla kararlı tutulmuş ostenitik bir matris, artı niyobyum karbür/nitrürleri. Sıradan benzinli bir motorun egzoz supabı için yeterlidir ve kilogram fiyatı bir büyüklük mertebesi ucuzdur. Zayıflığı, sıcaklık yükseldikçe sıcak sertliğini ve yorulma dayanımını hızla kaybetmesidir; matrisi çökelti değil, katı çözelti ve dağınık karbürlerle desteklenmektedir. 80A’nın yaptığı iş: γ′ — Ni₃(Ti,Al) — akma dayanımını sıcaklığa karşı şaşırtıcı derecede düz tutar: oda sıcaklığında ~600 MPa olan akma, 600 °C’de hâlâ ~500 MPa’dır. Buna %18–21 krom eklenince vanadyum, sodyum ve kükürt bileşiklerine karşı direnç de gelir — ağır yakıtlı motorlarda bunun kanıtlanmış olduğu üretici tarafından yayımlanır. Yani karar kuralı: supap tablası sıcaklığınız ostenitik çeliğin rahat bölgesindeyse ve arızalarınız aşınma/oturma kaynaklıysa, 80A’ya geçmek sorununuzu çözmez, sadece pahalılaştırır. Ama arızalarınız tabla deformasyonu, oturma yüzeyi kaçması, gaz kaçağı (guttering) ya da sap kırığı biçimindeyse — yani sıcak dayanım ve yorulma arızalarıysa — 80A gerçek ve ölçülebilir bir fark yaratır. Turbo beslemeli yüksek çıkışlı motorlar ve ağır yakıtlı dizeller tarihsel olarak bu yüzden 80A’ya geçmiştir. Son uyarı: 80A’ya geçerseniz supap rotası ısıl işlemi (çözelti tavı 1010–1050 °C) isteyin, sürünme rotası değil. Yanlış rotayla gelen 80A, size ödediğiniz yorulma ömrünü vermez.
Veri sayfasında “azami çalışma sıcaklığı 1000 °C” yazıyor. 900 °C’de kullanabilir miyiz?
Hayır. Ve bu, 80A ile ilgili en yaygın ve en pahalı yanlış anlamadır. 1000 °C bir OKSİTLENME rakamıdır, bir DAYANIM rakamı değildir. Üreticinin ifadesi “1000 °C’ye kadar tufallenmeye direnç”tir — yani o sıcaklıkta alaşımın yüzeyi hızla yenmez. Aynı üretici, yük altındaki azami servis sıcaklığını 815 °C (1500 °F) olarak yayımlar. Sayılara bakın. EN 10302 yolundaki sürünme verisi: 700 °C’de 10⁵ saatlik kopma dayanımı 75 MPa; 750 °C’de 37 MPa; 800 °C’de 20 MPa. Eğri 800 °C’nin ötesine yayımlanmamıştır — çünkü orada yayımlanacak anlamlı bir dayanım kalmamıştır. 900 °C’de γ′ büyük ölçüde çözünmüştür ve alaşım, γ′ içermeyen bir nichrome gibi davranır; yani alaşım 600 ya da Nimonic 75 seviyesinde. 80A’ya ödediğiniz paranın tamamı, orada size hiçbir şey kazandırmaz. Fiziksel doğrulama: elastisite modülü 700 °C’de 161 GPa, 800 °C’de 130 GPa — tek bir 100 °C adımında %19 düşüş. Bu, γ′’nin çöküşünün doğrudan ölçümüdür. 900 °C’de ne yapmalı: yük düşükse ve asıl gereksinim oksitlenme direnciyse, Nimonic 75 ya da alaşım 601 gibi katı çözelti alaşımları zaten yeterlidir ve çok daha ucuzdur. Yük yüksekse, Nimonic 90 (kobaltlı, ~920 °C’ye kadar kopma dayanımı yayımlanır) ya da kobalt esaslı bir alaşım gerekir. Yapmamanız gereken şey, bir oksitlenme rakamını tasarım sıcaklığına çevirmektir.
Sertifikada W.Nr. 2.4631 yazıyor ama biz 2.4952 sipariş ettik. Ret mi?
Otomatik ret değil — ama kimya tablosunu satır satır kontrol etmeniz gereken bir durum. Önce olgu:2.4952 ve 2.4631 aynı alaşımı adlandırır ve piyasadaki üreticilerin ezici çoğunluğu ikisini birlikte, ayrım yapmadan yayımlar — bir Alman üretici, bir Fransız fabrika ve birden çok dağıtımcı iki numarayı yan yana basar. “İki farklı alaşım” değildirler. Sonra çekince:iki numarayı birbirinden ayıran resmî bir açıklama bulunamadı. Gözlemlenebilen tek şey şudur: 2.4952 numarası EN 10090 / EN 10269 / EN 10302 / DIN 17742 yolundaki tabloyla birlikte anılır (Al %1,0–1,8 · Fe ≤%1,5 · Co ≤%1,0 · C ≥%0,04); 2.4631 ise yaygın olarak N07080 / NA20 / ASTM B637 bandıyla birlikte anılır (Al %0,50–1,80 · Fe ≤%3,0). Bu bir gözlemdir, kanıtlanmış bir kural değildir ve bu sayfada öyle sunulmaktadır. Yapılacak şey basit: numaraya değil, analiz sertifikasındaki gerçek değerlere bakın. Alüminyum %1,0’in altında mı? Demir %1,5’in üstünde mi? Karbon %0,04’ün altında mı? Bu üç sorunun cevabı, sipariş ettiğiniz EN şartnamesini karşılayıp karşılamadığınızı numaradan çok daha kesin söyler. Üç değer de EN bandındaysa, sertifikanın başındaki numara bir etiket meselesidir ve tedarikçiden düzeltme isteyebilirsiniz. Herhangi biri banda düşüyorsa, numara ne yazarsa yazsın malzeme uygun değildir. Sipariş metnine şunu yazın: “NiCr20TiAl, W.Nr. 2.4952, EN 10269 kimya tablosuna göre” — böylece hangi bandın geçerli olduğu tartışma konusu olmaz.
Yaygın Veri Sayfası Hataları ve Tuzaklar — Sipariş Vermeden Önce Kontrol Edin
1. Akma ile çekme dayanımının yer değiştirmesi. Yaygın olarak aynalanan bir 80A sayfasında “akma 1000 MPa, çekme 621 MPa” yazıyor. Akma çekmeyi aşamaz. Doğrusu tersidir: 621 MPa akmaya (≈90 ksi, ASTM B637 asgarisi), 1000 MPa ise çekmeye karşılık gelir. Akmanın çekmeyi geçtiği her tabloyu sağduyuyla reddedin. 2. Elektriksel özdirençte on kat hata. En az bir yayıncı 12,4 µΩ·m basıyor. Doğrusu 1,24 µΩ·m = 124 µΩ·cm = 1,24 Ω·mm²/m‘dir. Isıtıcı eleman veya akım taşıyan bir hesapta bu hata on kat yanlış sonuç verir. 3. “ASTM B637’ye göre çekme 145 ksi / 1000 MPa asgari.”YANLIŞ.B637 asgarisi 135 ksi / 930 MPa’dır. 1000 MPa rakamı EN 10269 bandının tabanı ya da BS HR 1 / MSRR yolundan gelir. İki sistemi aynı satırda birleştiren tablo hiçbir standartta yoktur. 4. “Çözelti tavlı: Rp0,2 600 MPa.” Bir üretici tablosunu böyle etiketler, ama o sayılar ASTM B637’nin TAM ISIL İŞLEMLİ asgarileriyle neredeyse birebir aynıdır. γ′ çökelmemiş bir 80A’dan 600 MPa akma beklenmez. Yaşlandırılmamış malzeme alıyorsanız dökümden test ettirin. 5. Kobalt limitinde üç farklı sayı.ASTM B637 N07080 satırında kobalt LİSTELENMEZ; EN yolu ≤%1,0, BS/ticari uygulama ≤%2,0 der. Nükleer işte bu fark doğrudan aktivasyon meselesidir. Siparişe yazın. 6. Nimonic 90’ın kimyasının 80A diye basılması.Co %15–21 gören her 80A tablosu YANLIŞTIR — o Nimonic 90’dır (N07090 / 2.4632). 80A’da kobalt bir alaşım elementi değil, bir safsızlık tavanıdır. 7. BS HR numaralarının ürün formuyla karıştırılması. Doğru eşleme: BS HR 1 = çubuk/bar, BS HR 201 = levha/sac/şerit, BS HR 401 = boru/tüp, BS HR 601 = dövme. Bir dağıtımcı sayfası “BS HR 601” yazıp levha satıyorsa, ya numara ya ürün yanlıştır. 8. “Azami çalışma sıcaklığı 1000 °C.” O rakam tufallenme direnci sınırıdır. Yük altındaki azami servis sıcaklığı 815 °C’dir. Üçüncü bir rakam olan ~550 °C ise bazı tel/yay üreticilerinin verdiği gevşeme sınırıdır. Üç farklı sayı, üç farklı anlam — her birini etiketleyin. 9. Tek bir “ısıl işlem” yazmak. 80A’nın iki rotası vardır: sürünme rotası (çözelti tavı 1050–1080 °C) ve supap rotası (çözelti tavı 1010–1050 °C). Ayrıca 849 °C / 24 saat kararlılaştırma adımını atlayan her tarif eksiktir. Sac için ayrı bir rota (1150 °C / 2–3 dakika) yayımlanmıştır ve çubuk rotasıyla karıştırılmamalıdır. 10. “80A kolay kaynaklanır” demek. Al + Ti = %2,8–4,5 ile alaşım gerinim-yaşlanma çatlaması risk bandındadır. Kaynak yalnızca çözelti tavlı durumda yapılır ve kaynak sonrası tam ısıl işlem çevrimi zorunludur. Basit gerilim giderme tavı diye bir seçenek yoktur. 11. NACE MR0175 uyumluluğu ima etmek.N07080’in ISO 15156-3 Ek A’da yer aldığı doğrulanamadı ve alaşımda molibden yoktur. Bu beyanı asla yapmayın. 12. 2.4952 ile 2.4631’i iki ayrı alaşım sanmak. Aynı alaşımdır. Ama iki numarayla birlikte yayımlanan kimya bantları aynı değildir — numaraya değil, sertifikadaki Al, Fe ve C değerlerine bakın. 13. Tel için ASTM şartnamesi vaat etmek.N07080 için ASTM, EN veya ISO tel şartnamesi yoktur. Tel üreticilerinin listelediği B637, BS 3076 ve BS HR 1 numaralarının hepsi çubuk/dövme belgeleridir.
→ Nimonic 80A stok durumu, ölçü ve ASTM B637 sertifikalı tedarik için bizimle iletişime geçin.