AMS 5536é a Especificação de Material Aeroespacial SAE que regeHastelloy X (UNS N06002 / DIN 2.4665)em formas planas-laminadas - folhas, tiras e placas - fornecidas na condição de solução-recozida. O título completo diz: "Liga de níquel, resistente à corrosão e ao calor-, folha, tira e placa, 47Ni-22Cr-18Fe-9Mo, recozida em solução."
Formulários de produto
Barra e haste
Prato e Folha
Bobina e tira
Tubo e tubo
Encaixe: Flange, T, Cotovelo, Redutor etc.
Forjamento: Anel, Eixo, Círculo, Bloco etc.
A química por trás do AMS 5536
Hastelloy X é uma liga de-solução-níquel reforçada-cromo-ferro-molibdênio reforçado. Ao contrário das superligas endurecidas por precipitação-(como Inconel 718 ou Waspaloy), ele não depende de precipitados gama-principais para obter resistência. Isso facilita a soldagem e a conformação, mas também significa que sua capacidade-de alta temperatura vem de um mecanismo diferente -reforço-de solução sólida e-precipitação de metal duro em serviço.
Limites de composição química AMS 5536
| Elemento | Mínimo (%) | Máx. (%) | Por que está lá |
|---|---|---|---|
| Níquel (Ni) | Saldo (~47%) | - | Matriz austenítica; estabilidade fundamental em altas-temperaturas |
| Cromo (Cr) | 20.50 | 23.00 | Forma uma camada protetora de óxido Cr₂O₃; oxidação e resistência à corrosão quente |
| Ferro (Fe) | 17.00 | 20.00 | Reduz custos; melhora a resposta do laminador; contribui para a subescala espinélio |
| Molibdênio (Mo) | 8.00 | 10.00 | Fortalecimento-sólido da solução; resistência à fluência em 700–980 graus |
| Cobalto (Co) | 0.50 | 2.50 | Fortalecimento adicional-de soluções sólidas; sinérgico com Mo e W |
| Tungstênio (W) | 0.20 | 1.00 | Funciona junto com o Mo para-resistência à fluência em altas temperaturas |
| Carbono (C) | 0.05 | 0.15 | Forma carbonetos M₆C e M₂₃C₆ nos limites dos grãos durante o serviço; fixa os limites contra o deslizamento por fluência |
| Silício (Si) | - | 1.00 | Ajuda na resistência à oxidação; desoxidante durante a fusão |
| Manganês (Mn) | - | 1.00 | Controla o enxofre; melhora a trabalhabilidade a quente |
| Fósforo (P) | - | 0.040 | Impureza - mantida baixa para evitar fragilização |
| Enxofre (S) | - | 0.030 | Impureza - mantida baixa para evitar escassez a quente |
| Boro (B) | - | 0.010 | Elemento de reforço de limite de grão de rastreamento |
Propriedades mecânicas: o que verificar em cada MTR
A AMS 5536 exige que o material atenda aos mínimos de propriedades mecânicas específicas na condição-recozida da solução. O recozimento da solução é realizado a 1163 graus ±14 graus (2125 graus F ±25 graus F), seguido de resfriamento rápido. Aqui está o que a especificação exige:
| Propriedade | AMS 5536 Mínimo | Padrão de teste | Notas |
|---|---|---|---|
| Resistência à tração final (UTS) | 690 MPa (100 ksi) | ASTM E8 | Transversal ou longitudinal; especificação não exige orientação |
| 0,2% de resistência ao rendimento | 276 MPa (40 ksi) | ASTM E8 | Abaixo do que algumas planilhas de dados mostram - verifique o valor real versus o mínimo das especificações |
| Alongamento em 2" (50 mm) | 35% | ASTM E8 | Reflete a excelente ductilidade da liga em condição recozida |
| Tamanho do grão (folha < 1,27 mm) | ASTM 5 ou superior | ASTM E112 | Necessário apenas para chapas de espessura fina; grãos grossos causam casca-de laranja durante a formação |
| Dureza (se especificada) | 96 HRB máx. | ASTM E18 | Teste de verificação - nem sempre exigido pelo PO |
Você notará uma discrepância nas planilhas de dados dos fornecedores: alguns citam mínimos UTS de 655 MPa (95 ksi) e rendimento de 240 MPa (35 ksi). Esses números vêm da ASTM B435, não da AMS 5536. A especificação AMS é um pouco mais exigente. Se o seu MTR mostrar valores que mal atendem aos mínimos da ASTM, o material pode ter sido certificado para B435 e depois "atualizado" na documentação - um sinal de alerta que vale a pena investigar.
Desempenho de temperatura elevada
As propriedades-da temperatura ambiente informam que o material foi recozido corretamente, mas não prevêem o desempenho do serviço. O que importa na aplicação é como a liga se mantém à temperatura operacional.Hastelloy X sob AMS 5536mantém a resistência útil de até cerca de 816 graus (1.500 graus F) sob carga estrutural e fornece resistência à oxidação de até 1.204 graus (2.200 graus F) em configurações sem-carga-ou baixa-tensão.
| Temperatura | Rendimento de 0,2% (MPa) | UTS (MPa) | Alongamento (%) |
|---|---|---|---|
| Temperatura ambiente (21 graus / 70 graus F) | 324 | 720 | 46 |
| 538 graus / 1000 graus F | 286 | 648 | 45 |
| 649 graus / 1200 graus F | 272 | 472 | 37 |
| 760 graus/1400 graus F | 261 | 435 | 37 |
| 871 graus/1600 graus F | 177 | 252 | 51 |
Observe como o alongamento realmente aumenta em 871 graus. Isso não é um erro de digitação - o material se torna mais dúctil em temperaturas extremas, o que é um dos motivos pelos quais ele resiste à trinca por fadiga térmica em aplicações de combustores. Porém, a queda de resistência-acima de 800 graus é real, e é aí que os engenheiros de projeto devem confiar em dados de fluência-ruptura em vez de valores de tração-curtos.
Formas de produto e limites dimensionais
AMS 5536 define três formas-de produtos laminados planos com limites de espessura específicos. Errar em um pedido de compra é um dos erros mais comuns que vemos em compradores que são novos na aquisição de ligas de níquel.
| Formulário de Produto | Faixa de espessura | Faixa de largura | Uso típico |
|---|---|---|---|
| Folha | 0,10 mm – 4,76 mm (0,004" – 0,187") | Qualquer largura | Revestimentos de combustores, componentes moldados, peças estampadas |
| Tira | < 4.76 mm thick AND < 305 mm wide | Até 304mm | Componentes de precisão, anéis de vedação, matéria-prima para tubos soldados |
| Placa | > 4.76 mm (> 0.187") | Qualquer largura | Suportes estruturais, flanges, fabricação-de paredes pesadas |
A distinção entre folha e tira não é semântica. A tira é um produto mais estreito, normalmente cortado de uma bobina mais larga, e carrega diferentes expectativas de tolerância. Se você solicitar uma "folha", mas o que realmente precisa é de uma tira cortada-na-largura com condições de borda apertadas, seu fornecedor precisa saber disso antecipadamente. O corte introduz rebarbas na borda e endurecimento-na borda cortada, o que pode causar problemas na estampagem posterior ou estampagem profunda.
Para chapas grossas, as tolerâncias de espessura de acordo com a AMS 2242 são mais rigorosas do que as tolerâncias de moinhos comerciais. Se você estiver comprando chapa para um componente usinado onde a espessura da parede é crítica, especifique a classe de tolerância AMS 2242 no PO -, caso contrário você poderá receber material no limite de tolerância negativo que não é limpo durante a usinagem.
AMS 5536 vs ASTM B435 vs ASME SB435: O Triângulo de Especificação
Três especificações cobrem o mesmoLiga UNS N06002em forma-laminada plana. Compreender as diferenças evita tanto o excesso de{2}}especificação (pagamento por documentação desnecessária) quanto a falta de-especificação (reprovação em uma auditoria ou inspeção recebida).
| Especificação | Corpo Governante | Formulário de Produto | Diferença Chave |
|---|---|---|---|
| AMS 5536 | SAE Internacional | Folha, tira, prato | Grau aeroespacial; cadeia completa de documentação, testes de lote, tamanho de grão, tolerâncias AMS 2242 |
| ASTM B435 | ASTM Internacional | Folha, tira, prato | Grau industrial geral; química e mecânica, documentação menos rigorosa |
| ASME SB435 | ASME (Código de Caldeiras e Vasos de Pressão) | Folha, tira, prato | ASTM B435 adotada no Código ASME para aplicações em vasos de pressão; obrigatório para fabricação com carimbo-de código |
Na prática: se estiver a fabricar um recipiente de pressão para um cliente europeu que necessita de uma marca CE sob aDiretiva de Equipamentos de Pressão (PED 2014/68/EU), ASME SB435 (ou a norma de material EN equivalente) é o que o seu Organismo Notificado deseja ver. Se você estiver fornecendo componentes para um programa de turbina a gás onde o contratante principal é a GE ou a Siemens, a AMS 5536 é quase certamente a opção. Se você estiver construindo muflas de forno industrial para uma-oficina de tratamento térmico, a ASTM B435 é adequada e você economizará de 15 a 25% no custo do material.
Onde o material AMS 5536 realmente acaba em serviço
Compreender o aplicativo-de uso final ajuda você a antecipar o que interessa ao cliente e qual documentação ele examinará mais de perto.
Motores aeroespaciais e de turbina a gás
O maior consumidor individual deFolha AMS 5536é a indústria de turbinas a gás - tanto motores aeroespaciais quanto turbinas-de geração de energia baseadas em terra. Componentes específicos incluem:
- Latas de combustão e camisas de combustão (a seção mais quente do motor)
- Dutos de transição conectando o combustor à seção da turbina
- Porta-chamas e barras de pulverização
- Componentes de pós-combustão em motores militares
- Bicos de escape e estruturas de escapamento
- Selos de turbina e segmentos de anel estático
Para essas aplicações, o material enfrenta temperaturas sustentadas de 800 a 1100 graus em um ambiente de gás de combustão oxidante, com ciclos térmicos em cada inicialização e desligamento. A combinação de resistência à oxidação, resistência à fluência e capacidade de fabricação (você pode extrair-latas de combustão profundas dele) é o que torna o Hastelloy X a escolha padrão.
Equipamento de tratamento térmico industrial
Rolos de forno, retortas, muflas, tubos radiantes,-cestas de tratamento térmico e acessórios. Esses componentes funcionam continuamente a 900–1200 graus em atmosferas oxidantes, redutoras ou neutras. A placa AMS 5536 é comum para componentes estruturais de fornos onde a maior cadeia de documentação fornece rastreabilidade para seguros e auditorias de segurança.
Petroquímica e Refino
Grades de suporte de catalisadores em fornos de reforma, pigtails e manifolds em unidades de craqueamento de etileno, componentes de secadores instantâneos e vasos de reação de alta-temperatura. No serviço de refino, a resistência da liga à carburação e à nitretação - dois modos de falha que destroem o aço inoxidável em fornos petroquímicos - é o principal fator de valor.
Geração de energia
Componentes-de combustores de turbinas a gás terrestres, componentes internos de geradores de vapor com recuperação de calor, componentes de caldeiras em ciclos de energia avançados e folhas recuperadoras em sistemas de microturbinas.
Fabricação e soldagem: o que acontece depois que o material chega
O material AMS 5536 é fornecido na condição de solução-recozida, o que significa que é relativamente macio e dúctil - pronto para conformação, soldagem e usinagem. Mas as ligas de níquel se comportam de maneira diferente do aço inoxidável, e os fabricantes acostumados com 304 ou 316L frequentemente enfrentam problemas.
Formando
Hastelloy X work-endurece rapidamente - mais rápido que o aço inoxidável austenítico. Um raio de curvatura que funcione para 316L pode causar rachaduras em Hastelloy X. Para peças repuxadas-profundas e complexas, planeje um ou dois recozimentos intermediários (resfriamento rápido de 1150 a 1175 graus) para restaurar a ductilidade. Utilize lubrificantes formulados especificamente para ligas de níquel; lubrificantes padrão para formação de aço inoxidável podem não fornecer desempenho adequado.
Soldagem
HastelloyXtem excelente soldabilidade para uma superliga. Pode ser unido usando GTAW (TIG), GMAW (MIG) e SMAW. Pontos principais:
- Use metal de adição correspondente (ERNiCrMo-2 / AMS 5798) para a maioria das aplicações. Para soldas diferentes de aço inoxidável, ERNiCr-3 ou ERNiCrMo-3 podem ser usados.
- Não é necessário pré-aquecimento. Na verdade, o pré-aquecimento das ligas de níquel pode ser contraproducente - pois aumenta o risco de trincas a quente.
- Controlar a temperatura entre passes. Mantenha-o abaixo de 150 graus para a maioria das aplicações.
- O tratamento térmico pós{0}}soldagem geralmente não é necessário, mas um recozimento completo da solução após uma soldagem pesada pode restaurar a ductilidade e a resistência à corrosão máximas.
- Minimize a entrada de calor. As ligas de níquel têm baixa condutividade térmica, portanto o calor se concentra na zona de solda. Amperagem mais baixa e velocidades de deslocamento mais rápidas ajudam a evitar distorções e precipitação de carboneto na zona-afetada pelo calor.
Usinagem
Máquinas Hastelloy X como outras ligas de níquel - ou seja, são desafiadoras. Espere que a vida útil da ferramenta seja 30–50% menor do que a do aço inoxidável 316L. Use ferramentas afiadas de metal duro, ângulos de inclinação positivos, velocidades de corte moderadas e fluxo generoso de refrigerante. A rigidez é fundamental para - minimizar o balanço da ferramenta e usar suportes de trabalho rígidos para evitar vibrações, o que causa endurecimento do trabalho-e falha rápida da ferramenta.
Corte
Corte a plasma, corte a laser e corte por jato de água são viáveis. O corte a plasma é o mais econômico para chapas mais espessas, mas esteja ciente de que a zona-afetada pelo calor pode desenvolver uma fina camada endurecida que deve ser removida por esmerilhamento antes da soldagem. O corte por jato de água não produz nenhuma zona-afetada pelo calor e é preferido para chapas finas onde a qualidade da borda é crítica.
Fatores de preços: o que impulsiona o custo do material AMS 5536
O preço da liga de níquel é volátil e depende de fatores que mudam mensalmente, às vezes semanalmente. Aqui está o que realmente determina o preço que você paga pela chapa, tira ou chapa AMS 5536.
Índices de Matérias-Primas
O preço do níquel da London Metal Exchange (LME) é o maior fator de custo. O níquel constitui aproximadamente 47% da liga em peso, portanto, uma mudança de 10% no níquel LME se traduz em uma mudança de aproximadamente 5% no custo do material. Os preços do cromo, molibdênio e cobalto também contribuem. A maioria das usinas cota com sobretaxa de matéria-prima que é ajustada mensalmente com base nos índices publicados.
Especificação e nível de documentação
O material AMS 5536 custa de 15 a 30% mais do que o material ASTM B435 para o mesmo tamanho e quantidade, puramente por causa dos testes adicionais, documentação e sobrecarga do sistema de qualidade. Os certificados EN 10204 3.2 acrescentam outros 3–8% em comparação com 3.1, devido ao envolvimento do-inspetor terceirizado.
Quantidade e tamanho
Pedidos pequenos (abaixo de 100 kg) têm um prêmio significativo - geralmente de 40 a 60% acima do preço de grandes-quantidades. Tamanhos de moinho padrão (1.000 × 2.000 mm, 1.220 × 2.440 mm, chapa de 1.500 × 3.000 mm; chapa de 2.000 × 6.000 mm) são mais econômicos do que tamanhos de corte-personalizados. Para tiras, larguras de bobina padrão (100 mm, 150 mm, 200 mm, 300 mm) são mais baratas do que larguras de fenda personalizadas.
Perguntas frequentes
Qual é a temperatura máxima de serviço para o material AMS 5536?
Para aplicações de suporte-de carga estrutural,AMS 5536 Hastelloy Xmantém a resistência útil até aproximadamente 816 graus (1500 graus F). Para resistência à oxidação sem carga mecânica significativa - por exemplo, uma mufla de forno suportada externamente - a liga funciona até 1.204 graus (2.200 graus F). O limite prático depende do nível de tensão, da composição da atmosfera e da vida útil esperada. Para aplicações limitadas de-fluência-de longo prazo (10,000+ horas), a maioria dos projetos limita a temperatura entre 870 e 980 graus .
O AMS 5536 é magnético?
Não. O Hastelloy X não é-magnético nas condições de solução-recozida e levemente fria-trabalhada. Isso é relevante para aplicações próximas a equipamentos eletrônicos ou magnéticos sensíveis e também significa que a verificação PMI não pode usar classificação magnética - você precisa de equipamento XRF ou OES.
A folha AMS 5536 pode ser usada para serviços de água do mar?
Pode, mas não é a escolha ideal. O Hastelloy X foi projetado para resistência à corrosão seca em altas-temperaturas, e não para serviços com cloreto úmido. Para ambientes de água do mar ou cloreto úmido, Hastelloy C-276, C-22 ou Inconel 625 são escolhas melhores. Se a sua aplicação envolver exposição ocasional à água do mar e a altas temperaturas (por exemplo, componentes de turbinas a gás offshore), o Hastelloy X é aceitável, mas deve ser protegido do contato prolongado com cloreto úmido.
Qual é a diferença entre AMS 5536 e AMS 5754?
AMS 5536 cobre folhas, tiras e placas. AMS 5754 cobre barras, vergalhões e fios - na mesma liga UNS N06002 e na mesma condição de solução-recozida. Os requisitos de propriedades mecânicas diferem ligeiramente porque a barra e o varão são testados de forma diferente (muitas vezes na orientação longitudinal) e têm diferentes expectativas de tamanho de grão. Se você precisar de laminados planos e barras para o mesmo projeto, solicite ambos de acordo com as respectivas especificações AMS.
Como posso verificar se o certificado AMS 5536 do meu fornecedor é genuíno?
Três etapas: (1) Entre em contato com a usina listada no MTR e verifique o número do calor diretamente. (2) Realizar testes PMI no recebimento para confirmar se a química da liga corresponde ao certificado. (3) Para materiais críticos de alto-valor ou segurança-, contrate um laboratório independente-de terceiros para realizar uma análise química completa e um teste mecânico em uma amostra. Se alguma dessas verificações falhar, coloque o material em quarentena e inicie uma solicitação de ação corretiva ao fornecedor.
Qual é o equivalente DIN do AMS 5536?
A designação DIN é2.4665, e a designação EN éNiCr22Fe18Mo9. A especificação europeia equivalente para produtos-laminados planos é EN 10095 (aços-resistentes ao calor e ligas de níquel) ou ASTM B435/ASME SB435, dependendo da aplicação. Observe que DIN 2.4665 se refere à liga em si, não à especificação da forma do produto -, portanto, um material certificado pela DIN 2.4665 pode ou não atender a todosAMS 5536requisitos sem documentação adicional.
Que massa de soldagem devo usar com o material AMS 5536?
Para a maioria das aplicações, use fio de enchimento correspondente: ERNiCrMo-2 (também coberto pela AMS 5798). Isto mantém a consistência da composição entre o metal base e o depósito de solda. Para soldas diferentes em aço carbono ou aço inoxidável, o enchimento ERNiCr-3 (Inconel 82) ou ERNiCrMo-3 (Inconel 625) é comumente usado. Consulte sempre a especificação do procedimento de soldagem (WPS) qualificada para sua aplicação específica.
Qual é a quantidade mínima de pedido para material AMS 5536?
Isso varia de acordo com o fornecedor e a forma do produto. Para material em estoque, muitos fornecedores vendem peças cortadas-sob-tamanho sem valor mínimo. Para pedidos-diretos de fábrica de material não-estoque, o mínimo normalmente é de 200 a 500 kg para chapas e tiras e de 500 a 1.000 kg para chapas grossas. Pedidos de pequenas-quantidades em estoque acarretam um prêmio de corte e manuseio de 20 a 50%.
