ASTM A723/A723M-18a Стандартные спецификации на поковки из легированной стали для применения в высокопрочных компонентах, работающих под давлением - Стандарты и спецификации PDF

ASTM A723/A723M-18a
Стандартные спецификации на поковки из легированной стали для применения в высокопрочных компонентах, работающих под давлением

Стандартный №
ASTM A723/A723M-18a
Дата публикации
2018
Разместил
American Society for Testing and Materials (ASTM)
состояние
быть заменен
ASTM A723/A723M-18a(2023)
Последняя версия
ASTM A723/A723M-18a(2023)
 
сфера применения

Обзор стандарта и техническая информация

ASTM A723/A723M-18a — это техническая спецификация для поковок из высокопрочной закаленной и отпущенной легированной стали для применения в компонентах высокого давления. Первоначально разработанный в 1975 году, стандарт был существенно пересмотрен в 2018 году с учетом последних достижений в технологии материалов для высокопрочных сосудов высокого давления. Стандарт охватывает три марки никель-хром-молибденовых легированных сталей (классы 1–3) и шесть классов прочности (классы 1–5) с пределом прочности на растяжение до 190 тысяч фунтов на кв. дюйм (1310 МПа).

Требования к химическому составу материала

Стандарт предъявляет строгие требования к химическому составу для трех марок стали, уделяя особое внимание контролю чистоты и соотношению легирующих элементов:

ЭлементыМарка 1Марка 2Марка 3
Углерод (C) Максимальное значение0,35%0,40%0,40%
Марганец (Mn) Максимальное значение1,00%0,90%0,90%
Фосфор (P) Максимальное значение0,015%0,015%0,015%
Сера (S) Максимальное значение0,015%0,015%0,015%
Диапазон никеля (Ni)1,5–2,25%2,3–3,3%3,3–4,5%
Хром (Cr) диапазон0,80–2,00%0,80–2,00%0,80–2,00%
Молибден (Mo) диапазон0,20–0,50%0,30–0,60%0,40–0,80%

Особенно следует отметить, что стандарт требует, чтобы расплавленная сталь проходила вакуумную дегазацию для удаления вредных газов, в частности водорода. Это критическая мера процесса для предотвращения водородного растрескивания поковок в условиях высоких напряжений.

Спецификации процесса термообработки

Стандарт предписывает строгую последовательность термообработки: нормализация (которая может служить предварительной термообработкой), повторная аустенитизация, закалка в жидкости и отпуск. Температура отпуска должна быть не менее 1000 °F (540 °C), а время отпуска, рассчитанное на основе максимальной толщины сечения, составляет не менее 1/2 часа на дюйм (1/2 часа на 25 мм). На практике поковки большого сечения требуют черновой обработки перед термообработкой для уменьшения массы и обеспечения полной сквозной закалки. Однако необходимо учитывать риск растрескивания стали с высокой прокаливаемостью во время термообработки, балансируя между подготовкой поверхности и безопасностью термообработки.

Требования к механическим свойствам

Стандарт определяет подробные показатели прочности на растяжение и удар в соответствии с шестью классами прочности:

Класс прочностиМинимальный предел прочности на растяжениеМинимальный предел текучестиМинимальное удлинениеМинимальное сужение площади
Класс 1115 ksi (795 МПа)100 ksi (790 МПа)16%50%
Класс 2135 ksi (930 МПа)120 ksi (825 МПа)14%45%
Класс 2a145 ksi (1000 МПа)130 ksi (895 МПа)13,5%43%
Класс 3155 ksi (1070 МПа)140 ksi (965 МПа)13%40%
Класс 4175 ksi (1205 МПа)160 ksi (1105 Требования к ударной вязкости, испытано при 40°F (4,5 °C), диапазон от 35 фут-фунт-сил (47 Дж) для класса 1 до 12 фут-фунт-сил (16 Дж) для класса 5, что отражает баланс между прочностью и вязкостью.

Место и методы отбора проб

Стандарт предусматривает четыре метода отбора проб для определения механических свойств, которые являются ключевыми для обеспечения того, чтобы результаты испытаний представляли фактическую производительность компонента:

Метод 1: Применимо к поковкам с максимальной закаленной толщиной, не превышающей 4 дюйма (100 мм), точка данных образца расположена в середине толщины и не менее чем на 2/3T от закаленной торцевой поверхности.

Метод 2: Метод t×2t, где t - расстояние от области значительной нагрузки до ближайшей закаленной поверхности, обычно используется для поковок в форме диска, таких как трубные решетки и головки.

Метод 3: Применимо к поковкам с максимальной закаленной толщиной более 4 дюймов; точка данных образца находится на расстоянии 1/4 от ближайшей закаленной поверхности и 2/3 от закаленного торца.

Метод 4: Образцы отбираются из репрезентативной индивидуальной испытательной поковки и должны иметь те же условия горячей обработки и термической обработки, что и производственные поковки.

Требования к неразрушающему контролю

Ультразвуковой контроль

Выполняйте контроль прямой и косой волной в соответствии с Методикой A388/A388M. В частности, требуется регистрация сигналов, превышающих обратное отражение. Поковки следует отбраковывать, если наблюдаются полные потери обратного отражения (менее 5% от полной высоты экрана), которые невозможно отнести к геометрии.

Магнитно-порошковый контроль

Выполнено В соответствии с практикой A275/A275M критерии приемки линейных и кольцевых индикаций определяются на основе толщины материала. Особо следует отметить, что ремонтная сварка не допускается, что отражает чрезвычайно высокие требования к безопасности высоковольтных компонентов.

Развитие технологий и изменения стандарта

Значительные изменения в издании стандарта 2018 года включают уточнение количества термообработок (до трех дополнительных термообработок допускается без одобрения покупателя), корректировку диапазонов содержания марганца и молибдена для класса 1 и корректировку диапазона содержания молибдена для класса 2. Эти изменения отражают достижения в металлургии материалов и технологии термообработки.

Рекомендации по внедрению и примеры применения

При внедрении настоящего стандарта рекомендуется сосредоточиться на следующих аспектах:

1. Выбор материала: Рациональный выбор марок стали и уровней прочности с учетом расчетного давления, Рабочая температура и размеры поперечного сечения. Например, для больших открытых сосудов Класс 3 обычно имеет максимальный размер поперечного сечения 10 дюймов, в то время как Класс 5 ограничен размерами поперечного сечения 4 дюйма или менее.

2. Контроль термообработки: Создайте строгую систему регистрации процесса термообработки и мониторинга температуры. При непрерывной термообработке в печи испытания следует проводить каждые 8 часов для всей партии термообработки.

3. Стратегия испытаний: Сочетайте ультразвуковой и магнитопорошковый контроль. Для критически важных компонентов рассмотрите возможность добавления дополнительных требований, таких как определение кривой трансформации при ударе (S1) или дополнительные данные об ударе (S2).

4. Управление документацией: Улучшите систему сертификационной отчетности, включая результаты анализа продукции, методы позиционирования механических образцов и дополнительные схемы неразрушающего контроля.

Типичный пример применения: Реактор из полиэтилена высокого давления изготовлен из материала A723 Grade 2 Class 3 с Расчетное давление 250 МПа и рабочая температура 80 °C. Строгое соблюдение требований стандарта к термообработке и испытаниям обеспечивает безопасную работу оборудования в экстремальных условиях.

Ограничения стандарта и тенденции развития

Особое внимание следует уделить ограничениям, четко указанным в стандарте: данные материалы не подходят для сварных конструкций. С развитием композитных материалов и многокомпонентных конструкций стандарт может быть расширен в будущем и охватит варианты, пригодные для сварки, или технологии соединения с другими материалами.

Текущие тенденции развития включают: технологию выплавки стали повышенной чистоты, усовершенствованные технологии моделирования и мониторинга термообработки, а также критерии приемки, основанные на механике разрушения, – все это может быть отражено в будущих версиях.

ASTM A723/A723M-18a Ссылочный документ

  • ASTM A275/A275M Стандартный метод испытаний стальных поковок с помощью магнитных частиц
  • ASTM A370 Стандартные методы испытаний и определения для механических испытаний стальных изделий
  • ASTM A388/A388M Стандартная практика ультразвукового контроля поковок из тяжелой стали
  • ASTM A788/A788M Стандартные технические условия на стальные поковки, общие требования*， 2025-05-01 Обновление

ASTM A723/A723M-18a История

  • 2023 ASTM A723/A723M-18a(2023) Стандартные спецификации на поковки из легированной стали для применения в высокопрочных компонентах, работающих под давлением
  • 2018 ASTM A723/A723M-18a Стандартные спецификации на поковки из легированной стали для применения в высокопрочных компонентах, работающих под давлением
  • 2018 ASTM A723/A723M-18 Стандартные спецификации на поковки из легированной стали для применения в высокопрочных компонентах, работающих под давлением
  • 2010 ASTM A723/A723M-10(2015) Стандартные спецификации на поковки из легированной стали для применения в высокопрочных компонентах, работающих под давлением
  • 2010 ASTM A723/A723M-10 Стандартные спецификации на поковки из легированной стали для применения в высокопрочных компонентах, работающих под давлением
  • 2008 ASTM A723/A723M-08 Стандартные спецификации на поковки из легированной стали для применения в высокопрочных компонентах, работающих под давлением
  • 2002 ASTM A723/A723M-02 Стандартные спецификации на поковки из легированной стали для применения в высокопрочных компонентах, работающих под давлением
  • 1994 ASTM A723/A723M-94(1999) Стандартные спецификации на поковки из легированной стали для применения в высокопрочных компонентах, работающих под давлением
Стандартные спецификации на поковки из легированной стали для применения в высокопрочных компонентах, работающих под давлением

стандарты и спецификации

ASTM A723/A723M-02 Стандартные спецификации на поковки из легированной стали для применения в высокопрочных компонентах, работающих под давлением ASTM A723/A723M-94(1999 Стандартные спецификации на поковки из легированной стали для применения в высокопрочных компонентах, работающих под давлением ASTM A723/A723M-10(2015 Стандартные спецификации на поковки из легированной стали для применения в высокопрочных компонентах, работающих под давлением ASTM A723/A723M-08 Стандартные спецификации на поковки из легированной стали для применения в высокопрочных компонентах, работающих под давлением ASTM A723/A723M-10 Стандартные спецификации на поковки из легированной стали для применения в высокопрочных компонентах, работающих под давлением ASTM A723/A723M-18a(2023 спецификации на поковки из легированной стали для применения в высокопрочных компонентах, работающих под давлением ASTM A723/A723M-18 Стандартные спецификации на поковки из легированной стали для применения в высокопрочных компонентах, работающих под давлением ASTM A788/A788M-08a Стандартные спецификации на стальные поковки, общие требования ASTM A788/A788M-08 Стандартные спецификации на стальные поковки, общие требования


© 2025. Все права защищены.