ASTM A887-20
Стандартные спецификации на пластины, листы и полосы из борированной нержавеющей стали для применения в атомной энергетике
- Стандартный №
- ASTM A887-20
- Дата публикации
- 2020
- Разместил
- American Society for Testing and Materials (ASTM)
- Последняя версия
- ASTM A887-20
- сфера применения
-
Анализ технической структуры стандарта ASTM A887-20
Стандарт ASTM A887-20 представляет собой техническую спецификацию для листов, полос и пластин из борированной нержавеющей стали, специально разработанных для применения в атомной промышленности. Первоначально стандарт был сформулирован в 1988 году. Последняя редакция 2020 года претерпела значительные структурные изменения, интегрировав общие требования в спецификации A480/A480M, что отражает оптимизированную интеграцию системы стандартов.
Углубленный анализ требований к химическому составу материала
Стандарт основан на системе нержавеющей стали 304 и образует 7 марок с различным содержанием бора (от 304B до 304B7) путем добавления природных или обогащенных элементов бора. Содержание бора составляет от 0,20–0,29% до 1,75–2,25%, что составляет полную серию борированных нержавеющих сталей.
Марка UNS Тип Диапазон содержания бора (%) Содержание хрома (%) Содержание никеля (%) S30460 304B 0,20–0,29 18,00–20,00 12,00–15,00 S30461 304B1 < td>0,30-0,4918,00-20,00 12,00-15,00 S30462 304B2 0,50-0,74 18,00-20,00 12,00-15,00 S30463 304B3 0,75-0,99 18,00-20,0 0 12.00-15.00 S30464 304B4 1.00-1.24 18.00-20.00 12.00-15.00 S30465 304B5 1.25-1.49 18.00-20.00 12.00-15.00 S30466 304B6 1,50-1,74 18,00-20,00 12,00-15,00 S30467 304B7 1,75-2,25 18,00-20,00 12,00-15,00 Требования к механическим свойствам и технические характеристики
Требования стандарта к механическим свойствам отражают специфику борированной нержавеющей стали. Все марки имеют минимальное требование к прочности на растяжение 75 ksi (515 МПа) и минимальное требование к пределу текучести 30 ksi (205 МПа), но требование к удлинению значительно уменьшается с увеличением содержания бора. Особого внимания заслуживает введение двухклассовой системы, A и B: класс A соответствует близкой к оптимальной дисперсии бора, в то время как класс B соответствует обычной практике кованой металлургии. Эта система градуировки косвенно оценивает качество дисперсии бора через требования к удлинению, отражая акцент стандарта на микроструктурном контроле. Технические требования к процессу термической обработки: Стандарт предусматривает, что аустенитные хромоникелевые стали должны подвергаться отжигу на твердый раствор при минимальной температуре нагрева 1900 °F (1040 °C) с последующей закалкой в воде или другими методами быстрого охлаждения. Эта термическая обработка гарантирует, что материал достигнет требуемых механических свойств, оптимизируя распределение элемента бора.
Подробное объяснение требований к испытаниям и контролю
Стандарт определяет количество испытаний и подготовку образцов: для листа или полосы, произведенных в рулонах, каждый рулон должен пройти два или более испытания на твердость (по одному с каждого конца), одно испытание на удар (при необходимости) и одно или несколько испытаний на растяжение. Если разница твердости между концами рулона превышает 5 HRB или эквивалент, свойства при растяжении должны быть измерены на обоих концах.
Для пластины, листа или полосы, произведенных по длине, одно испытание на растяжение, одно испытание на удар (при необходимости) и одно или несколько испытаний на твердость должны быть проведены для каждых 100 штук или менее из одной и той же плавки и номинальной толщины.
Особые соображения по требованиям к испытаниям на удар
Таблица 3 стандарта подробно описывает требования к испытанию на удар по Шарпи с V-образным надрезом для различных марок и марок. С увеличением содержания бора требования к работе удара значительно снижаются. В частности, для материала класса B даже не предъявляются особые требования при более высоком содержании бора, что отражает влияние бора на ударную вязкость материала.
Специальные требования и соображения безопасности для ядерных применений
В связи с особыми характеристиками борированных нержавеющих сталей в ядерных применениях стандарт подчеркивает необходимость соблюдения особой осторожности при изготовлении и сварке этих материалов. В стандарте прямо указано, что он не претендует на решение всех проблем безопасности, и пользователи несут ответственность за установление соответствующих правил безопасности, охраны здоровья и окружающей среды, а также за определение применимости нормативных ограничений.
Рекомендации по внедрению стандарта и техническое руководство
Рекомендации по выбору материала
При выборе конкретной марки необходимо найти компромисс между способностью поглощать нейтроны и механическими свойствами. Марки с более низким содержанием бора (такие как 304B и 304B1) обладают улучшенной формуемостью и ударной вязкостью, что делает их пригодными для применений, требующих последующей обработки. Марки с более высоким содержанием бора обеспечивают большее поглощение нейтронов, но их сложнее обрабатывать.
Ключевые моменты для контроля производственного процесса
Сварочные процессы требуют особого внимания, и рекомендуется использовать проверенные процедуры сварки, чтобы гарантировать, что сварные соединения соответствуют эксплуатационным требованиям. Поскольку бор может влиять на свариваемость, необходимы тщательные квалификационные испытания процесса.
Стратегия контроля качества
Рекомендуется использовать статистические методы контроля процесса для контроля однородности содержания бора и оценки распределения боридных соединений с помощью металлографического анализа. Для критически важных применений рассмотрите возможность добавления требований неразрушающего контроля для обеспечения целостности материала.
Развитие стандартных технологий и перспективы на будущее
Эволюция ASTM A887 от его первоначальной формулировки в 1988 году до последней версии в 2020 году отражает постоянное совершенствование стандартов на ядерные материалы. Основные изменения в издании 2020 года включают добавление Раздела 3 «Общие требования» и удаление Разделов 3–7, 11–13 и 16–21, которые теперь охватываются новым Разделом 3, что отражает оптимизированную интеграцию системы стандартов.
В будущем, по мере развития ядерных технологий, особенно потребностей в малых модульных реакторах и усовершенствованных реакторах, стандарт на борированную нержавеющую сталь, возможно, потребуется дополнительно расширить для адаптации к новым требованиям применения, включая требования к производительности при более высоких температурах, улучшенную коррозионную стойкость и лучшую стабильность к облучению.
ASTM A887-20 Ссылочный документ
- ASTM A370 Стандартные методы испытаний и определения для механических испытаний стальных изделий
- ASTM A480/A480M Стандартные технические условия на общие требования к плоскокатаным пластинам, листам и полосам из нержавеющей и жаропрочной стали
- ASTM A751 Стандартные методы испытаний, практика и терминология химического анализа стальной продукции
ASTM A887-20 История
- 2020 ASTM A887-20 Стандартные спецификации на пластины, листы и полосы из борированной нержавеющей стали для применения в атомной энергетике
- 1989 ASTM A887-89(2014) Стандартные спецификации на пластины, листы и полосы из борированной нержавеющей стали для применения в атомной энергетике
- 1989 ASTM A887-89(2009) Стандартные спецификации на пластины, листы и полосы из борированной нержавеющей стали для применения в атомной энергетике
- 1989 ASTM A887-89(2004) Стандартные спецификации на пластины, листы и полосы из борированной нержавеющей стали для применения в атомной энергетике
- 1989 ASTM A887-89(2000) Стандартные спецификации на пластины, листы и полосы из борированной нержавеющей стали для применения в атомной энергетике
