Vad är C71500-kvaliteten
C71500 är UNS-beteckningen för 70/30 koppar-nickel, en kopparbas med 29-33 % nickel och kontrollerat järn och mangan. Det är en enfaslegering med en- centrerad kubisk struktur och den är i huvudsak icke-magnetisk, vilket är en anledning till att den används i instrument och marina komponenter såväl som för värmeöverföringsrör. Dess mekaniska beteende följer det välbekanta kopparlegeringsmönstret-: styrkan kommer från härdning i fast lösning med nickel plus vilket kallt arbete som temperamentet påför, och duktiliteten återvinns genom glödgning.
Mekaniska krav anges därför aldrig bara för legeringen. De är offererade för en specificerad produktform och härdning, eftersom ett glödgat sömlöst rör till ASTM B111 och en hård-dragen stång till ASTM B151 av samma legering har mycket olika egenskaper.
Draghållnings-, flyt- och töjningskrav
| Skick | Draghållfasthet | 0,5 % offset sträckgräns | Förlängning i 50 mm |
|---|---|---|---|
| Glödgat rör, ASTM B111 (O61) | Minst 380 MPa (55 ksi). | Minst 140 MPa (20 ksi). | Minst 30 % |
| Lätt draget rör | Högre minima än glödgat, tabellerade i specifikationen | Högre än glödgat, tabell i specifikationen | Lägre än glödgat, tabell i specifikationen |
| Hårt draget rör | Högsta draghållfasthetsminima för rörets temperering | Högsta utbytesminima för rörets temperering | Lägsta förlängning av rörhärdningen |
| Typiska glödgade värden i produktion | 380 - 450 MPa | 140 - 200 MPa | 30 - 40 % |
Två konventioner spelar roll när man läser ett cupronickeltestintyg. Den första är att sträckgränsen anges till 0,5 % offset för koppar-nickelrör snarare än vid 0,2 % offset som används för stål. Det andra är att drag- och utbytesminima för glödgat rör ligger långt under de värden som erhålls vid rutintillverkning, så ett certifikat som visar bekväma marginaler är normalt och är inte i sig bevis på en onormal värme.
Hårdhet och elastiska konstanter
Typisk hårdhet för glödgat 70/30-rör ligger i intervallet cirka 80-120 HB, stigande när röret kalldrages och minskar igen efter glödgning. Hårdhet är en användbar indikator på tempereringskonsistens på verkstadsgolvet, men den är inte en ersättning för dragprovet när överensstämmelse måste påvisas.
| Egendom | Typiskt värde |
|---|---|
| Elastisk modul | Cirka 150 GPa |
| Skjuvmodul | Cirka 52 GPa |
| Poisson-förhållande | Cirka 0,34 |
| Densitet | 8,94 g/cm³ |
| Smältområde | Ungefär 1170 - 1240 grader C |
| Värmeledningsförmåga vid 20 grader C | Cirka 29 W/(m·K) |
| Elektrisk ledningsförmåga | Cirka 4,6 % IACS |
Hur temperatur och temperatur ändrar egenskaperna
Kallreduktion är det enda praktiska sättet att höja hållfastheten hos ett kupronickelrör efter att det har glödgats, och handeln är direkt: varje ökning av draget temperament höjer drag- och sträckgränsen och sänker töjningen. Ett rör avsett för valsexpansion till en tubplåt glödgas normalt, eftersom expansion kräver formbarhet; ett rör avsett att motstå slitage i en slurry-drift kan levereras i draget härdning där den högre ythårdheten är värd förlusten av formbarhet. Där kallformning har utförts återställer en spänningsavlastningsglödgning duktiliteten och tar bort de kvarvarande spänningarna som annars skulle göra komponenten känslig för spänningskorrosionssprickor.
Vid förhöjd temperatur sjunker drag- och sträckgränsen stadigt och krypning blir designövervägande; 70/30 koppar-nickel används vanligtvis i kontinuerlig drift vid temperaturer upp till cirka 400 grader C, med egenskaper som minskar när temperaturen stiger. Vid låg temperatur bibehåller legeringen god seghet och används för kryogena rör, eftersom den inte har någon formbar-till-övergång av den typ som finns i ferritiska stål.
Bevis för testning och acceptans
Mekanisk överensstämmelse demonstreras genom spänningsprovning, utförd för kopparlegeringar i enlighet med ASTM E8 och E8M, med hårdhet mätt med Brinell-metoden enligt ASTM E10 när en hårdhetssiffra krävs. Röret enligt ASTM B111 utsätts dessutom för tillplattnings- och expansionstester, som är formningstest snarare än egenskapstester och används för att visa att röret kommer att överleva de mekaniska operationerna vid buntmontering. Dimensionskontroller, ett hydrostatiskt eller pneumatiskt trycktest enligt beställning och virvelströmsundersökning till praktik E243 slutför det vanliga acceptanspaketet.
En köpare som granskar ett brukscertifikat bör kontrollera att legeringen är identifierad som UNS C71500, att temperamentet stämmer överens med beställningen, att drag-, flyt- och töjningsvärden är på rätt sida av de angivna minima, att flytvärdet anges till 0,5 % offset och att de mekaniska resultaten motsvarar{2} samma värme- och partiresultat som{2}.
FAQ
F: Vad är draghållfastheten för C71500?
Glödgat rör till ASTM B111 måste nå minst 380 MPa (55 ksi); typiska produktionsvärden är 380-450 MPa, och kalldragna temperaturer anges med högre minima.
F: Vilken sträckgräns bör förväntas?
Minimispecifikationen för glödgat rör är 140 MPa (20 ksi) vid 0,5 % offset, med typiska produktionsvärden inom intervallet 140-200 MPa. Koppar-nickelrörsutbyten anges till 0,5 % offset snarare än 0,2 %.
F: Hur svårt är C71500?
Glödgat 70/30-rör är typiskt cirka 80-120 HB. Hårdheten stiger med kallreduktion och sjunker igen efter glödgning, så det är en användbar verkstadsindikator på temperament snarare än ett substitut för spänningsprovning.
F: Vad är elasticitetsmodulen för legeringen?
Elasticitetsmodulen är cirka 150 GPa med en skjuvmodul nära 52 GPa och ett Poisson-förhållande på cirka 0,34.
F: Hur varm kan C71500 användas?
Kontinuerlig service vid upp till cirka 400 grader C är normalt för 70/30-graden, men drag- och sträckgränsen minskar när temperaturen stiger och krypning blir den styrande designfaktorn i den övre delen av det området.
F: Vilka tester visar mekanisk överensstämmelse?
Spänningsprovning till ASTM E8 och E8M ger drag-, flyt- och töjningsvärden, hårdhet vid behov mäts med Brinell-metoden enligt ASTM E10, och rör till ASTM B111 har dessutom testats för tillplattning och expansion.
