ASTM A519 8822 ist ein nahtloses mechanisches Rohr, das aus einem legierten Nickel-Chrom-Molybdänstahl hergestellt wird. Seine vierstellige Bezeichnung folgt der SAE/AISI-Nummerierungskonvention, bei der die 88-Familie eine Nickel-Chrom-Molybdän-Zusammensetzung kennzeichnet und die letzten 22 das Kohlenstoff- und Legierungsgleichgewicht festlegen. Da das Rohr nach ASTM A519 bestellt ist, wird es auf der Grundlage mechanischer Eigenschaften und Maßtoleranzen geliefert und ist eher für bearbeitete mechanische Komponenten als für die Druckhaltung vorgesehen.
Was die ASTM A519-Spezifikation abdeckt
ASTM A519 umfasst nahtlose mechanische Rohre aus Kohlenstoff- und legiertem Stahl sowohl im warm-bearbeiteten als auch im kalt{2}}gezogenen Zustand. Die Qualitäten können nach chemischer Zusammensetzung, mechanischer Eigenschaftsklasse oder einer Kombination aus beiden geordnet werden. Im vergüteten Zustand gelieferte Rohre weisen die in der Zeichnung geforderte Festigkeit auf, weshalb 8822 normalerweise mit einem bestimmten Härte- oder Zugbereich und nicht als reine Chemiesorte gekauft wird. Kaltgezogenes Material ist mit engeren Außendurchmesser- und Wandtoleranzen erhältlich und eignet sich daher für die automatische Bearbeitung von Buchsen, Ringen und Wellenkomponenten ohne vorherige Schruppbearbeitung.
Produktform: nahtlose mechanische Rohre, warm-bearbeitet oder kalt-gezogen
Lieferzustand: normalisiert oder auf einen bestimmten Härtebereich vergütet
Typischer Größenbereich: Außendurchmesser 10 mm bis 250 mm, Wandstärke 1,5 mm bis 30 mm
Toleranzbasis: ASTM A519-Tabellen, wobei kaltgezogene Produkte strengeren Grenzen unterliegen
Chemische Zusammensetzung und typische mechanische Eigenschaften
Die folgende Tabelle gibt den Pfannenzusammensetzungsbereich für 8822 zusammen mit den Eigenschaften an, die normalerweise nach dem Abschrecken und Anlassen in Öl erreicht werden. Die Chemie stimmt mit den Legierungstabellen für mechanische Rohre von ASTM A519 überein.
| Element | Reichweite, % | Funktion in der Klasse |
|---|---|---|
| C | 0.20-0.25 | Gleicht Stärke und Zähigkeit aus |
| Si | 0.15-0.35 | Desoxidation, Festigkeit der festen Lösung |
| Mn | 0.75-1.00 | Härtbarkeit und Durchgangsfestigkeit |
| P | 0,035 max | Niedrig gehalten, um die Schlagzähigkeit zu schützen |
| S | 0,040 max | Bearbeitbarkeit |
| Ni | 0.40-0.70 | Zähigkeit und Härtbarkeit bei niedrigen-Temperaturen |
| Cr | 0.40-0.60 | Härtbarkeit, Anlassbeständigkeit |
| Mo | 0.30-0.40 | Hohe-Temperaturfestigkeit, Beständigkeit gegen Anlassversprödung |
Nach dem Abschrecken und Anlassen wird die Sorte üblicherweise mit einer Zugfestigkeit von 850 MPa bis 1100 MPa, einer Streckgrenze von 620 MPa bis 950 MPa, einer Dehnung von 16 % oder mehr und einer Härte von HB 280 bis HB 340 geliefert. Die Kerbschlagarbeit nach Charpy V- wird normalerweise bei minus 40 Grad Celsius mit einem Minimum von 27 J angegeben, was die Kerbschlagarbeit widerspiegelt Kalt-Regionsdienst, für den die Sorte häufig ausgewählt wird.
Das mit der IIW-Formel berechnete Kohlenstoffäquivalent aus der Zusammensetzung im mittleren -Bereich beträgt ungefähr 0,55 bis 0,60. Dieser Wert erklärt, warum Schweißverfahren für 8822 immer eine Vorwärmung und bei dickeren Abschnitten eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen erfordern.
Warum 8822 anstelle von 4140 ausgewählt wird
4140 ist der Referenzlegierungsstahl für allgemeine Maschinen, aber seine Zähigkeit lässt bei niedrigen Temperaturen schnell nach, da er keinen absichtlichen Nickelzusatz enthält. Der Nickelgehalt von 0,40 % bis 0,70 % in 8822 verringert den Übergangsbereich von duktil -zu -, so dass die Sorte die nutzbare Schlagenergie behält, wo 4140 marginal wird. Chrom und Molybdän verzögern zusammen auch das Erweichen beim Anlassen, wodurch die Festigkeit bei dynamischer Belastung erhalten bleibt und die Ermüdungslebensdauer von Drehzapfen, Stiften und Ringkomponenten verlängert wird.
Wärmebehandlungs-, Schweiß- und Bearbeitungspraxis
Austenitisieren und Abschrecken: 870 bis 900 Grad Celsius, Ölabschreckung mit ausreichender Bewegung, um weiche Stellen zu vermeiden
Anlassen: 550 bis 650 Grad Celsius, so gewählt, dass die erforderliche Härte von HB 280 bis HB 340 erreicht wird
Normalisieren bei Verwendung: 870 bis 900 Grad Celsius, gefolgt von Luftkühlung vor der Endbearbeitung
Schneidwerkzeuge: Beschichtetes Hartmetall mit geschliffener Schneide für Lager von HB 280 bis HB 340
Beim Schweißen sollte die Wärmezufuhr moderat gehalten und die Verbindung mit einem Nickel-Chrom-Molybdän-Füllstoff, beispielsweise einer AWS A5.5 E10018-G-Elektrode oder einem ER100S-G-Massivdraht, angepasst werden. Für dünne Wände ist eine Vorwärmung von 150 bis 200 Grad Celsius ausreichend, während Abschnitte über etwa 25 mm von 200 bis 250 Grad Celsius und einer kontrollierten Zwischenlagentemperatur von nicht mehr als 250 Grad Celsius profitieren. Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen bei 600 bis 650 Grad Celsius baut Restspannungen ab und stellt die Zähigkeit in der Wärmeeinflusszone wieder her.
Bei einer vergüteten Härte von HB 280 bis HB 340 verhindert eine großzügige Schnitttiefe ein Reiben an der harten Oberflächenschicht und die Schnittgeschwindigkeit wird moderiert, um den Kerbverschleiß zu kontrollieren, der an Unterbrechungen im gehärteten Material auftritt.
Inspektion und Qualitätsprüfung
Chemische Analyse jeder Schmelze mit spektrochemischen Methoden
Zug- und Charpy-V-Kerbprüfung des fertigen Rohrs gemäß ASTM A370
Härteprüfung nach ASTM E10, mit einer maximalen Abweichung von HB 30 über jeden einzelnen Querschnitt
Ganzkörper-Ultraschalluntersuchung gemäß ASTM E213 auf innere Festigkeit
Magnetpulverprüfung gemäß ASTM E709 auf Oberflächen- und oberflächennahe Diskontinuitäten
Maß- und Geradheitsprüfungen anhand der ASTM A519-Toleranztabellen
Wo 8822-Schläuche verwendet werden
Ein großer Teil der Nachfrage entfällt auf Energieausrüstung: Bohrgestängekomponenten, Bohrlochkopf-Hardware und aus dickwandigen Rohren gefertigte Hochdruckverteiler. Bau- und Bergbaumaschinen verwenden die Sorte für Baggerdrehkränze, Löffelbolzen und Gestängeverbindungen. Zu den Transportanwendungen gehören Aufhängungskomponenten für Spezialfahrzeuge und Strukturteile für Geräte, die unter polaren oder hochgelegenen Bedingungen betrieben werden, wobei die Stoßanforderung bei minus 40 Grad Celsius direkt in die Zeichnung eingetragen ist.
Häufig gestellte Fragen
F: Ist 8822 eine ASTM-Klasse oder eine SAE-Klasse?
8822 ist die SAE/AISI-Zusammensetzungsbezeichnung, während ASTM A519 die Spezifikation ist, nach der das Rohr bestellt wird, wobei diese Chemie mit den mechanischen Eigenschaftenanforderungen der Bestellung kombiniert wird.
F: Was unterscheidet 8822 von 4140?
Der bewusste Nickelzusatz und der höhere Molybdängehalt sorgen zusammen für eine bessere Schlagenergie bei niedrigen Temperaturen und eine bessere Beständigkeit gegen Erweichung beim Anlassen.
F: Welche Festigkeit kann nach dem Abschrecken und Anlassen erwartet werden?
Zugfestigkeit von etwa 850 MPa bis 1100 MPa mit einer Streckgrenze von 620 MPa bis 950 MPa, wenn das Anlassen auf eine Härte zwischen HB 280 und HB 340 eingestellt ist.
F: Kann 8822 ohne Wärmebehandlung nach dem Schweißen geschweißt werden?
Bei dünnen Wänden kann eine Vorwärmung von 150 bis 200 Grad Celsius ausreichend sein, aber Abschnitte über etwa 25 mm sollten nach dem Schweißen einer Wärmebehandlung bei 600 bis 650 Grad Celsius unterzogen werden, um die Zähigkeit der durch die Hitze beeinflussten Zone wiederherzustellen.
F: Warum ist die Aufprallprüfung bei minus 40 Grad Celsius vorgeschrieben?
Da die Sorte häufig in Maschinen und Transportgeräten für kalte Regionen verwendet wird, wo ein Minimum von 27 J bei dieser Temperatur den für die Konstruktion erforderlichen Spielraum bietet.
F: Welcher Lieferzustand passt am besten zur Bearbeitung?
Kalt-gezogenes, vergütetes Rohr, das den engeren ASTM A519-Durchmesser- und Wandtoleranzen entspricht, was die Bearbeitung fertiger Komponenten in einem einzigen Durchgang ermöglicht.
