Compare los elementos de fijación de A286 e Inconel 718 según el estado final aprobado y la carga que debe conservar la unión completa; compare después el coste sobre esa base aceptada. A286 es una aleación de base hierro endurecible por envejecimiento; 718 es una aleación de base níquel endurecible por envejecimiento. Ninguno de los nombres proporciona un límite universal de temperatura de servicio, un par de apriete ni permiso para sustituir una por otra.
El menor contenido de níquel y la mecanización comparativamente más fácil de A286 justifican estudiarlo cuando se pueden cumplir los requisitos mecánicos y de la unión aprobados sin un proceso de aleación más exigente. Estudie 718 cuando el estado ofrecido aporte una ventaja de resistencia necesaria dentro de la geometría fija de la pieza. Los intervalos de temperatura de los fabricantes se solapan, por lo que un umbral de temperatura por sí solo no determina la elección. [1] [2] [7]
Comience con una definición comparable del material y de la pieza
| Concepto | A286 / UNS S66286 | 718 / UNS N07718 |
|---|---|---|
| Base de la aleación | Base hierro; intervalo de níquel del fabricante: 24–27%. | Base níquel; intervalo de níquel más cobalto del fabricante: 50–55%. [2] [7] |
| Cuestión del coste de fabricación | Carpenter describe el grupo A286 de base hierro como más fácil de mecanizar que los grados de base níquel endurecibles por precipitación, como 718. | Pregunte si una ventaja necesaria de propiedades justifica el coste de procesamiento presupuestado; no existe un multiplicador fijo de precio. [7] |
| Resistencia y estado | Identifique el proceso de tratamiento requerido, la clase de los elementos de fijación roscados y la ductilidad. | Estudie un estado aprobado de 718 cuando la pieza necesite mayor resistencia con dimensiones fijas. Compare los requisitos de la pieza final, no los nombres de las aleaciones. [5] |
| Servicio de la unión | Evalúe la carga mínima conservada y la carga máxima durante el servicio. | Haga lo mismo; una mayor resistencia a tracción no elimina las diferencias de dilatación térmica. |
Mantenga las dimensiones y las roscas separadas de los requisitos del material y del elemento de fijación terminado. ASTM A453/A453M-26 es una especificación de elementos de fijación roscados para alta temperatura cuyo alcance publicado incluye las clases del grado 660; importan la clase y la edición seleccionadas. Una designación de material por sí sola no establece una clase concreta. Para 718, ASTM B637 se refiere a formas de material especificadas, por lo que un certificado de materia prima por sí solo no completa la aceptación del perno. [3] [4]
Por qué un solo valor de resistencia puede inducir a error
La ponencia de Roach específica sobre elementos de fijación separa los procesos de solubilización y envejecimiento de los de trabajo en frío y envejecimiento para ambas aleaciones, y advierte de que un trabajo en frío excesivo puede reducir la ductilidad. [5] La cuestión práctica es si el proceso ofrecido proporciona la resistencia requerida y la ductilidad requerida en la pieza suministrada.
Para consultar un valor, elija primero qué tipo de valor necesita. Para la aceptación del perno, utilice la especificación, la edición, la clase, el tamaño y el estado final que rigen el plano. Para una selección preliminar de material, utilice una tabla del fabricante vinculada a su forma de producto, tratamiento y temperatura de ensayo. Para la carga conservada, utilice una evaluación de la unión acorde con el tiempo y la temperatura. Un valor de tracción a temperatura ambiente no puede cumplir la tercera función. La comparación histórica de Roach no es un conjunto de mínimos de compra actuales ni un ensayo equiparado de uniones a alta temperatura.
| Producto y estado indicado | Material, valores y referencia exacta |
|---|---|
| A-286: barra de 7/8 pulgadas (22.2 mm) Solubilizada: 982°C, 1 hora, temple en aceite. Envejecida: 1325°F (unos 718°C), 16 horas, enfriamiento al aire. | A-286 a unos 649°C Límite elástico convencional al 0.2%: 607 MPa. Resistencia máxima a tracción: 714 MPa. Valores típicos del fabricante. Carpenter p.3: propiedades de tracción. [7] |
| 718: redondo laminado en caliente de 5/8 pulgadas (15.9 mm) Recocido: 982°C, 1 hora. Envejecido: unos 718°C, 8 horas; enfriado en horno hasta 621°C y mantenido allí hasta completar 18 horas totales de envejecimiento. | 718 a unos 649°C Límite elástico: unos 1000 MPa. Resistencia máxima a tracción: unos 1134 MPa. Valores de la fuente: 145.0 / 164.5 ksi, convertidos y redondeados. Special Metals p.10: tabla 20, fila de 1200°F y nota al pie. [2] |
La temperatura de ensayo coincide, pero no los tamaños de barra, los procesos de tratamiento ni las poblaciones de ensayo. Estos ejemplos muestran por qué merece estudiarse 718 para una pieza limitada por la resistencia; su relación no es una relación de cargas admisibles ni una predicción de carga conservada. Solicite a cada proveedor pruebas de resistencia y ductilidad de la pieza final conformes al pedido y evalúe por separado el servicio de la unión.
Las páginas de los materiales A286 y 718 ofrecen información de referencia sobre cada grado. Si ya se ha seleccionado 718, la guía de especificación de 718 explica los registros de tratamiento y la aceptación del lote terminado.
La temperatura por sí sola no decide la unión a alta temperatura
Carpenter trata tanto A286 como 718 para fijaciones de escapes de automóviles en intervalos de temperatura que se solapan. Es un contexto de selección preliminar, no una asignación de temperatura segura para cualquier brida. [1] Utilice la temperatura del metal del elemento de fijación, el tiempo de permanencia y los ciclos, en lugar de sustituir la temperatura del perno por la de la corriente de gas.
La guía de diseño de elementos de fijación de la NASA explica que las diferencias de dilatación térmica entre el perno y los elementos apretados pueden producir descarga o sobrecarga. [6] Por tanto, un perno más resistente puede formar una conexión inaceptable si se pierde una carga conservada requerida o si la dilatación térmica lleva otro componente por encima de su carga permitida.
Solicite una evaluación del conjunto que abarque el estado propuesto, la longitud de apriete, los elementos unidos, la tuerca, los componentes de apoyo, la junta de estanqueidad y la dispersión de la instalación. Un resultado de tracción breve a alta temperatura no predice la fuerza de apriete a largo plazo. La guía de precarga a alta temperatura distingue movimiento térmico, relajación y asentamiento superficial, y explica las limitaciones de los ensayos directos históricos de elementos de fijación.
Revise la corrosión por separado, incluidas las fugas plausibles y los líquidos presentes durante las paradas. Una comparación de resistencia a alta temperatura no establece resistencia a un ácido concreto, a exposición a cloruros ni a un ambiente con H₂S. Cuando H₂S sea relevante, utilice la cualificación ambiental aprobada del proyecto; no basta una etiqueta ordinaria de A286 ni de 718 envejecido.
Ejemplo de decisión: una mayor carga conservada puede incumplir un límite de la unión
Todos los números y evaluaciones siguientes son supuestos didácticos ficticios. No son predicciones del comportamiento de las aleaciones, informes reales de proveedores, un proyecto de BYBOLT ni un procedimiento de instalación.
Un responsable de diseño revisa dos alternativas para un plano. El servicio hipotético es una temperatura de fijación de 550°C, 1500 horas y 100 ciclos. El requisito aprobado es un intervalo real de instalación de 28–34 kN por perno, incluida la dispersión de instalación, con la carga mantenida entre 25 y 40 kN durante todo el servicio. Suponga que las dos evaluaciones presentadas se aceptan como representativas de la unión completa y de cada estado de material propuesto.
| Comprobación | Propuesta de A286 | Propuesta de 718 |
|---|---|---|
| Mínimo: ≥25 kN | Mínimo de 23 kN. Incumple por 2 kN. | Mínimo de 26 kN. Supera esta comprobación. |
| Máximo: ≤40 kN | Máximo de 38 kN. Supera esta comprobación. | Máximo de 41 kN. Incumple por 1 kN. |
| Resolución | Rechazar o revisar. | Rechazar o revisar. |
La respuesta no es aceptar 718 porque conservó más carga. Ninguna propuesta cumple ambos límites. El responsable del diseño debe revisar el conjunto o los criterios de instalación y obtener pruebas de respaldo para la propuesta revisada. Si una propuesta posterior cumple ambos límites de carga, la corrosión, el plano y los demás requisitos de aceptación también deben ser conformes antes de la liberación.
Presupueste el requisito aceptado, no un estereotipo de aleación
El contenido de níquel puede influir en el coste de la materia prima, como explica Carpenter en su exposición sobre selección. [1] Compare mecanizado, tratamiento, inspección, cantidad y documentos sobre la misma base aceptada. Por ejemplo, si un presupuesto excluye el envejecimiento final requerido o los ensayos del proyecto, obtenga el alcance faltante y el precio revisado antes de compararlo con un presupuesto que los incluya. No aplique un multiplicador fijo de precio por aleación ni afirme ahorros durante la vida útil sin pruebas de servicio que los respalden.
Envíe la revisión del plano, las cantidades, las opciones de material, los estados finales, el historial real de temperatura, los detalles de la unión y los límites de carga aprobados. Pida a cada proveedor que identifique las pruebas que respaldan su oferta, el trabajo incluido y las desviaciones. Para pernos de cabeza hexagonal, utilice las páginas de consulta de pernos hexagonales de A-286 o pernos hexagonales de Inconel 718. Para un juego completo de espárragos, tuercas y arandelas, utilice la vía de consulta de conjuntos de espárragos.
Los suministros de BYBOLT incluyen un certificado de inspección de material EN 10204 3.1, trazabilidad por número de colada y ensayos mecánicos. Los objetos de ensayo, métodos y requisitos de aceptación siguen el pedido acordado; los productos roscados incluyen controles PASA / NO PASA por muestreo. La PMI adicional o la inspección de terceros se acuerdan en el presupuesto. Envíe el plano y los requisitos para su revisión.