Hvad er C71500-kvaliteten
C71500 er UNS-betegnelsen for 70/30 kobber-nikkel, en kobberbase med 29-33 % nikkel og kontrolleret jern og mangan. Det er en enkelt-faselegering med en flade-centreret kubisk struktur, og den er i det væsentlige ikke-magnetisk, hvilket er en af grundene til, at den bruges i instrument- og marinekomponenter såvel som til varmeoverføringsrør. Dens mekaniske opførsel følger det velkendte kobber-legeringsmønster: Styrken kommer fra fast opløsningshærdning med nikkel plus det kolde arbejde, temperamentet pålægger, og duktiliteten genvindes ved udglødning.
Der stilles derfor aldrig mekaniske krav til legeringen alene. De er angivet for en specificeret produktform og temperament, fordi et udglødet sømløst rør til ASTM B111 og en hård-trukket stang til ASTM B151 af den samme legering har meget forskellige egenskaber.
Krav til træk, udbytte og forlængelse
| Tilstand | Trækstyrke | 0,5 % offset flydespænding | Forlængelse i 50 mm |
|---|---|---|---|
| Udglødet rør, ASTM B111 (O61) | 380 MPa (55 ksi) minimum | 140 MPa (20 ksi) minimum | 30 % minimum |
| Let trukket rør | Højere minima end udglødet, angivet i specifikationen | Højere end udglødet, angivet i specifikationen | Lavere end udglødet, angivet i specifikationen |
| Hårdt trukket rør | Højeste træk-minimum for rørtemperering | Højeste udbytteminima for rørtempereringerne | Laveste forlængelse af røret temperament |
| Typiske udglødede værdier i produktionen | 380 - 450 MPa | 140 - 200 MPa | 30 - 40 % |
To konventioner betyder noget, når du læser et cupronickel-testcertifikat. Den første er, at flydespændingen er angivet til 0,5 % offset for kobber-nikkelrør i stedet for 0,2 % offset, der bruges til stål. Den anden er, at træk- og udbytteminima for udglødet rør ligger et godt stykke under de værdier, der opnås ved rutineproduktion, så et certifikat, der viser behagelige marginer, er normalt og ikke i sig selv et bevis på en dårlig-standard varme.
Hårdhed og Elastiske Konstanter
Typisk hårdhed for udglødet 70/30-rør ligger i området omkring 80-120 HB, stigende, når røret koldttrukket og reduceres igen efter udglødning. Hårdhed er en nyttig indikator for temperamentkonsistens på værkstedet, men den er ikke en erstatning for trækprøven, når overensstemmelse skal påvises.
| Ejendom | Typisk værdi |
|---|---|
| Elastikmodul | Omkring 150 GPa |
| Forskydningsmodul | Omkring 52 GPa |
| Poisson-forhold | Omkring 0,34 |
| Tæthed | 8,94 g/cm³ |
| Smelteområde | Cirka 1170 - 1240 grader C |
| Termisk ledningsevne ved 20 grader C | Cirka 29 W/(m·K) |
| Elektrisk ledningsevne | Ca. 4,6 % IACS |
Hvordan temperament og temperatur ændrer egenskaberne
Koldreduktion er den eneste praktiske måde at hæve styrken af et kobbernikkelrør, efter at det er blevet udglødet, og handelen er direkte: hver stigning af trukket temperament øger trækstyrken og flydespændingen og sænker forlængelsen. Et rør beregnet til rulleekspansion til en rørplade er normalt udglødet, fordi ekspansion kræver duktilitet; et rør, der er beregnet til at modstå slid i en gylledrift, kan leveres i trukket hærde, hvor den højere overfladehårdhed er værd at tabe formbarhed. Hvor der er udført koldformning, genopretter en spændingsudglødning duktiliteten og fjerner de resterende spændinger, som ellers ville gøre komponenten følsom over for spændingskorrosionsrevner.
Ved forhøjet temperatur falder trækstyrke og flydespænding støt, og krybning bliver designhensynet; 70/30 kobber-nikkel bruges almindeligvis i kontinuerlig drift ved temperaturer op til omkring 400 grader C, med egenskaber, der reduceres, når temperaturen stiger. Ved lav temperatur bevarer legeringen en god sejhed og bruges til kryogenrør, da den ikke har nogen formbar-til-skør overgang af den art, der findes i ferritiske stål.
Test- og acceptbeviser
Mekanisk overensstemmelse påvises ved spændingstest, udført for kobberlegeringer i overensstemmelse med ASTM E8 og E8M, med hårdhed målt ved Brinell-metoden under ASTM E10, når der kræves et hårdhedstal. Rør til ASTM B111 udsættes desuden for udfladnings- og ekspansionstest, som er formningstests frem for egenskabstests og bruges til at demonstrere, at røret vil overleve de mekaniske operationer ved bundtsamling. Dimensionelle kontroller, en hydrostatisk eller pneumatisk tryktest som bestilt og hvirvelstrømsundersøgelse til praksis E243 fuldender den sædvanlige acceptpakke.
En køber, der gennemgår et møllecertifikat, bør kontrollere, at legeringen er identificeret som UNS C71500, at temperamentet stemmer overens med ordren, at træk-, udbytte- og forlængelsesværdier er på den rigtige side af de angivne minima, at udbytteværdien er angivet til 0,5 % offset, og at de mekaniske resultater svarer til{2} samme varme- og parti-resultater som{2} samme varme- og partielle resultater.
FAQ
Q: Hvad er trækstyrken for C71500?
Udglødet rør til ASTM B111 skal nå mindst 380 MPa (55 ksi); typiske produktionsværdier er 380-450 MPa, og koldtrukne temperamenter er angivet med højere minima.
Q: Hvilken flydespænding skal forventes?
Specifikationsminimum for udglødet rør er 140 MPa (20 ksi) ved 0,5 % offset, med typiske produktionsværdier i området 140-200 MPa. Udbyttet af kobber-nikkelrør er angivet til 0,5 % offset i stedet for 0,2 %.
Q: Hvor hård er C71500?
Udglødet 70/30 rør er typisk omkring 80-120 HB. Hårdheden stiger med koldreduktion og falder igen efter udglødning, så det er en nyttig butiksindikator for temperament snarere end en erstatning for spændingstestning.
Q: Hvad er legeringens elasticitetsmodul?
Elasticitetsmodulet er omkring 150 GPa med et forskydningsmodul nær 52 GPa og et Poisson-forhold på omkring 0,34.
Q: Hvor varmt kan C71500 bruges?
Kontinuerlig service ved op til ca. 400 grader C er normalt for 70/30-kvaliteten, men trækstyrke og flydespænding falder, når temperaturen stiger, og krybning bliver den styrende designfaktor i den øvre ende af dette område.
Q: Hvilke test viser mekanisk overensstemmelse?
Spændingstest til ASTM E8 og E8M giver træk-, udbytte- og forlængelsesværdier, hårdhed, når det kræves, måles ved Brinell-metoden til ASTM E10, og rør til ASTM B111 er desuden givet udfladnings- og ekspansionstest.
