AMS 5536est la spécification des matériaux aérospatiaux SAE régissantHastelloy X (UNS N06002 / DIN 2.4665)sous forme plate-laminée - feuille, bande et plaque - fournies dans la solution-état recuit. Le titre complet se lit comme suit : "Alliage de nickel, résistant à la corrosion et à la chaleur-, feuille, bande et plaque, 47Ni-22Cr-18Fe-9Mo, recuit en solution."
Formulaires de produits
Barre et tige
Plaque et feuille
Bobine et bande
Tuyau et Tube
Montage : bride, té, coude, réducteur, etc.
Forgeage : anneau, arbre, cercle, bloc, etc.
La chimie derrière l'AMS 5536
L'Hastelloy X est un alliage de-solution-nickel renforcé-chrome-fer-molybdène. Contrairement aux superalliages durcis par précipitation-(pensez à l'Inconel 718 ou au Waspaloy), il ne repose pas sur des précipités gamma-primaires pour la résistance. Cela le rend plus facile à souder et à former, mais cela signifie également que sa capacité à haute-température provient d'un mécanisme différent -solidification de la solution solide-et-précipitation du carbure en service.
Limites de composition chimique AMS 5536
| Élément | Min. (%) | Maximum (%) | Pourquoi c'est là |
|---|---|---|---|
| Nickel (Ni) | Solde (~47%) | - | Matrice austénitique ; stabilité fondamentale à haute-température |
| Chrome (Cr) | 20.50 | 23.00 | Forme une couche d'oxyde protectrice Cr₂O₃ ; résistance à l'oxydation et à la corrosion à chaud |
| Fer (Fe) | 17.00 | 20.00 | Réduit les coûts ; améliore la réponse du laminoir ; contribue à la sous-échelle du spinelle |
| Molybdène (Mo) | 8.00 | 10.00 | Renforcement de solutions-solides ; résistance au fluage à 700–980 degrés |
| Cobalt (Co) | 0.50 | 2.50 | Renforcement supplémentaire de la solution- solide ; synergique avec Mo et W |
| Tungstène (W) | 0.20 | 1.00 | Fonctionne avec Mo pour une-résistance au fluage à haute température |
| Carbone (C) | 0.05 | 0.15 | Forme des carbures M₆C et M₂₃C₆ aux joints de grains pendant le service ; épingle les limites contre le glissement par fluage |
| Silicium (Si) | - | 1.00 | Aide à la résistance à l’oxydation ; désoxydant pendant la fusion |
| Manganèse (Mn) | - | 1.00 | Contrôle le soufre ; améliore la maniabilité à chaud |
| Phosphore (P) | - | 0.040 | Impureté - maintenue faible pour éviter la fragilisation |
| Soufre (S) | - | 0.030 | L'impureté - est maintenue à un niveau bas pour éviter l'essoufflement de la chaleur. |
| Bore (B) | - | 0.010 | Élément de renforcement des limites des grains de trace |
Propriétés mécaniques : ce qu'il faut vérifier à chaque MTR
L'AMS 5536 exige que le matériau réponde à des propriétés mécaniques minimales spécifiques dans l'état de recuit en solution-. Le recuit en solution est effectué à 1 163 degrés ± 14 degrés (2 125 degrés F ± 25 degrés F), suivi d'un refroidissement rapide. Voici ce que la spécification exige :
| Propriété | AMS 5536 Minimum | Norme d'essai | Remarques |
|---|---|---|---|
| Résistance ultime à la traction (UTS) | 690 MPa (100 ksi) | ASTM E8 | Transversal ou longitudinal ; la spécification n'exige pas l'orientation |
| Limite d'élasticité de 0,2 % | 276 MPa (40 ksi) | ASTM E8 | Inférieur à certaines fiches techniques, - vérifie le minimum réel par rapport aux spécifications. |
| Allongement en 2" (50 mm) | 35% | ASTM E8 | Reflète l'excellente ductilité de l'alliage à l'état recuit |
| Granulométrie (feuille < 1,27 mm) | ASTM 5 ou plus fin | ASTM E112 | Uniquement requis pour les feuilles de calibre fin ; les grains grossiers provoquent une peau d'orange-lors du formage |
| Dureté (si spécifié) | 96 HRB maximum | ASTM E18 | Test de vérification - pas toujours requis par le bon de commande |
Une différence que vous remarquerez dans les fiches techniques des fournisseurs : certains citent des minimums UTS de 655 MPa (95 ksi) et un rendement de 240 MPa (35 ksi). Ces chiffres proviennent de l'ASTM B435 et non de l'AMS 5536. La spécification AMS est légèrement plus exigeante. Si votre MTR affiche des valeurs qui répondent à peine aux minimums ASTM, le matériau peut avoir été certifié B435 puis « amélioré » dans les documents -, un signal d'alarme qui mérite d'être étudié.
Performances à température élevée
Les propriétés de température ambiante-vous indiquent que le matériau a été correctement recuit, mais elles ne prédisent pas les performances du service. Ce qui compte dans l'application, c'est la façon dont l'alliage résiste à la température de fonctionnement.Hastelloy X sous AMS 5536maintient une résistance utile jusqu'à environ 816 degrés (1 500 degrés F) sous une charge structurelle et offre une résistance à l'oxydation jusqu'à 1 204 degrés (2 200 degrés F) dans des configurations non-porteuses-ou à faible-contrainte.
| Température | Rendement de 0,2 % (MPa) | UTS (MPa) | Allongement (%) |
|---|---|---|---|
| Température ambiante (21 degrés / 70 degrés F) | 324 | 720 | 46 |
| 538 degrés / 1000 degrés F | 286 | 648 | 45 |
| 649 degrés / 1200 degrés F | 272 | 472 | 37 |
| 760 degrés / 1400 degrés F | 261 | 435 | 37 |
| 871 degrés / 1600 degrés F | 177 | 252 | 51 |
Remarquez comment l'allongement augmente réellement à 871 degrés. Ce n'est pas une faute de frappe - : le matériau devient plus ductile à des températures extrêmes, ce qui explique en partie sa résistance à la fissuration par fatigue thermique dans les applications de combustion. La chute de résistance-au-dessus de 800 degrés est cependant réelle, et c'est là que les ingénieurs de conception doivent s'appuyer sur des données de rupture-de fluage plutôt que sur des valeurs de traction-à court terme.
Formes de produits et limites dimensionnelles
L'AMS 5536 définit trois formes de produits laminés plats-avec des limites d'épaisseur spécifiques. Se tromper sur un bon de commande est l’une des erreurs les plus courantes que nous constatons de la part des acheteurs qui débutent dans l’achat d’alliages de nickel.
| Formulaire de produit | Plage d'épaisseur | Plage de largeur | Utilisation typique |
|---|---|---|---|
| Feuille | 0,10 mm – 4,76 mm (0,004" – 0,187") | N'importe quelle largeur | Revêtements de chambre de combustion, composants formés, pièces estampées |
| Bande | < 4.76 mm thick AND < 305 mm wide | Jusqu'à 304 mm | Composants de précision, bagues d'étanchéité, matières premières en tubes soudés |
| Plaque | > 4.76 mm (> 0.187") | N'importe quelle largeur | Supports structurels, brides, fabrication de murs-lourds |
La distinction entre feuille et bande n'est pas sémantique. La bande est un produit plus étroit, généralement découpé à partir d'une bobine plus large, et elle comporte des attentes de tolérance différentes. Si vous commandez une « feuille » mais que vous avez réellement besoin d'une bande fendue-à-largeur avec des bords serrés, votre fournisseur doit le savoir dès le départ. Le refendage introduit des bavures sur les bords et un écrouissage-au niveau du bord coupé, ce qui peut entraîner des problèmes lors de l'emboutissage ou de l'emboutissage profond en aval.
Pour les tôles, les tolérances d'épaisseur selon AMS 2242 sont plus strictes que les tolérances des usines commerciales. Si vous achetez une plaque pour un composant usiné où l'épaisseur de paroi est critique, spécifiez la classe de tolérance AMS 2242 sur le bon de commande -, sinon vous risquez de recevoir du matériau à la limite de tolérance négative qui ne se nettoie pas pendant l'usinage.
AMS 5536 vs ASTM B435 vs ASME SB435 : le triangle des spécifications
Trois spécifications couvrent la même choseAlliage UNS N06002sous forme plate-roulée. Comprendre les différences évite à la fois la sur-spécification (payer pour une documentation dont vous n'avez pas besoin) et la sous-spécification (l'échec d'un audit ou d'une inspection entrante).
| Spécification | Conseil d'administration | Formulaire de produit | Différence clé |
|---|---|---|---|
| AMS 5536 | SAE Internationale | Feuille, bande, plaque | Qualité aérospatiale ; chaîne de documentation complète, tests par lots, granulométrie, tolérances AMS 2242 |
| ASTMB435 | ASTM International | Feuille, bande, plaque | Qualité industrielle générale ; chimie et mécanique, documentation moins exigeante |
| ASME SB435 | ASME (Code des chaudières et des appareils sous pression) | Feuille, bande, plaque | ASTM B435 adopté dans le code ASME pour les applications de récipients sous pression ; requis pour la fabrication estampillée Code- |
En pratique : si vous fabriquez un récipient sous pression pour un client européen qui a besoin d'un marquage CE sous leDirective Équipements sous Pression (PED 2014/68/UE), ASME SB435 (ou la norme de matériaux EN équivalente) est ce que votre organisme notifié voudra voir. Si vous fournissez des composants pour un programme de turbine à gaz dont le maître d'œuvre est GE ou Siemens, l'AMS 5536 est presque certainement la référence. Si vous construisez des moufles de four industriel pour un atelier de traitement thermique-, la norme ASTM B435 convient et vous permettra d'économiser 15 à 25 % sur le coût des matériaux.
Où le matériel AMS 5536 finit réellement en service
Comprendre l'application-d'utilisation finale vous aide à anticiper ce qui intéresse votre client et la documentation qu'il examinera le plus attentivement.
Moteurs aérospatiaux et à turbine à gaz
Le plus grand consommateur deFiche AMS 5536L'industrie des turbines à gaz est-elle - à la fois des moteurs aérospatiaux et des-turbines de production d'électricité terrestres. Les composants spécifiques incluent :
- Boîtes de combustion et chemises de combustion (la section la plus chaude du moteur)
- Conduits de transition reliant la chambre de combustion à la section turbine
- Porte-flammes et barres de pulvérisation
- Composants de postcombustion des moteurs militaires
- Buses d'échappement et structures de tuyaux d'échappement
- Joints de turbine et segments d'anneaux statiques
Pour ces applications, le matériau est confronté à des températures soutenues de 800 à 1 100 degrés dans un environnement de gaz de combustion oxydant, avec un cycle thermique à chaque démarrage et arrêt. La combinaison de la résistance à l'oxydation, de la résistance au fluage et de la fabricabilité (vous pouvez en tirer des boîtes de combustion en profondeur) est ce qui fait de l'Hastelloy X le choix par défaut.
Équipement de traitement thermique industriel
Rouleaux de four, cornues, moufles, tubes radiants, paniers de traitement thermique-et accessoires. Ces composants fonctionnent en continu entre 900 et 1 200 degrés dans des atmosphères oxydantes, réductrices ou neutres. La plaque AMS 5536 est courante pour les composants structurels de fours où la chaîne de documentation supérieure assure la traçabilité pour les audits d'assurance et de sécurité.
Pétrochimie et Raffinage
Grilles de support de catalyseur dans les fours de reformage, tresses et collecteurs dans les unités de craquage d'éthylène, composants de séchoir flash et récipients de réaction à haute température. En service de raffinage, la résistance de l'alliage à la carburation et à la nitruration - deux modes de défaillance qui détruisent l'acier inoxydable dans les fours pétrochimiques - est le principal facteur de valeur.
Production d'énergie
Composants de chambre de combustion de turbine à gaz terrestres, composants internes de générateur de vapeur à récupération de chaleur, composants de chaudière dans les cycles d'alimentation avancés et feuilles de récupération dans les systèmes de microturbine.
Fabrication et soudage : que se passe-t-il après l'arrivée du matériau
Le matériau AMS 5536 est fourni à l'état de recuit en solution-, ce qui signifie qu'il est relativement mou et ductile - prêt pour le formage, le soudage et l'usinage. Mais les alliages de nickel se comportent différemment de l’acier inoxydable et les fabricants habitués au 304 ou au 316L rencontrent souvent des problèmes.
Formation
Le travail en Hastelloy X-durcit rapidement - plus rapidement que l'acier inoxydable austénitique. Un rayon de courbure qui fonctionne pour le 316L peut provoquer des fissures dans l'Hastelloy X. Pour les pièces embouties complexes-, prévoyez un ou deux recuits intermédiaires (refroidissement rapide de 1 150 à 1 175 degrés) pour restaurer la ductilité. Utiliser des lubrifiants spécialement formulés pour les alliages de nickel ; les lubrifiants de formage standard pour acier inoxydable peuvent ne pas fournir des performances adéquates.
Soudage
Hastelloy Xa une excellente soudabilité pour un superalliage. Il peut être joint en utilisant GTAW (TIG), GMAW (MIG) et SMAW. Points clés :
- Utilisez le métal d'apport correspondant (ERNiCrMo-2 / AMS 5798) pour la plupart des applications. Pour les soudures différentes avec l'acier inoxydable, ERNiCr-3 ou ERNiCrMo-3 peut être utilisé.
- Aucun préchauffage n’est requis. En fait, le préchauffage des alliages de nickel peut être contre-productif - car il augmente le risque de fissuration à chaud.
- Contrôler la température entre les passes. Gardez-le en dessous de 150 degrés pour la plupart des applications.
- Un traitement thermique après-soudage n'est généralement pas nécessaire, mais un recuit complet après un soudage intensif peut restaurer une ductilité et une résistance à la corrosion maximales.
- Minimisez l’apport de chaleur. Les alliages de nickel ont une faible conductivité thermique, donc la chaleur se concentre dans la zone de soudure. Un ampérage plus faible et des vitesses de déplacement plus rapides aident à prévenir la distorsion et la précipitation de carbure dans la zone affectée par la chaleur.
Usinage
Les machines Hastelloy X comme les autres alliages de nickel -, c'est-à-dire que c'est un défi. Attendez-vous à ce que la durée de vie de l'outil soit 30 à 50 % plus courte que celle de l'acier inoxydable 316L. Utilisez des outils tranchants en carbure, des angles de coupe positifs, des vitesses de coupe modérées et un débit de liquide de refroidissement généreux. La rigidité est essentielle - minimisez le porte-à-faux de l'outil et utilisez un support de pièce rigide pour éviter les vibrations, ce qui provoque un écrouissage-et une défaillance rapide de l'outil.
Coupe
La découpe au plasma, la découpe au laser et la découpe au jet d'eau sont toutes viables. Le découpage au plasma est le plus économique pour les plaques plus épaisses, mais sachez que la zone affectée thermiquement-peut développer une fine couche durcie qui doit être éliminée par meulage avant le soudage. La découpe au jet d'eau ne produit aucune zone affectée par la chaleur et est préférée pour les feuilles minces où la qualité des bords est essentielle.
Facteurs de tarification : ce qui détermine le coût du matériau AMS 5536
Le prix des alliages de nickel est volatil et dépend de facteurs qui changent mensuellement, parfois hebdomadairement. Voici ce qui détermine réellement le prix que vous payez pour la feuille, la bande ou la plaque AMS 5536.
Indices des matières premières
Le prix du nickel au London Metal Exchange (LME) est le principal facteur de coûts. Le nickel constitue environ 47 % de l'alliage en poids, donc une augmentation de 10 % du nickel LME se traduit par une augmentation d'environ 5 % du coût des matériaux. Les prix du chrome, du molybdène et du cobalt y contribuent également. La plupart des usines proposent un supplément pour matières premières qui s'ajuste mensuellement en fonction des indices publiés.
Niveau de spécification et de documentation
Le matériau AMS 5536 coûte 15 à 30 % de plus que le matériau ASTM B435 pour la même taille et la même quantité, uniquement en raison des tests supplémentaires, de la documentation et des frais généraux du système qualité. Les certificats EN 10204 3.2 ajoutent 3 à 8 % supplémentaires par rapport à 3.1, en raison de l'implication de l'inspecteur tiers-.
Quantité et taille
Les petites commandes (moins de 100 kg) entraînent une prime importante -, souvent de 40 à 60 % supérieure au prix des grandes-quantités. Les tailles de laminoirs standard (feuille de 1 000 × 2 000 mm, 1 220 × 2 440 mm, tôle de 1 500 × 3 000 mm ; plaque de 2 000 × 6 000 mm) sont plus économiques que les dimensions découpées sur mesure. Pour les bandes, les largeurs de bobines standard (100 mm, 150 mm, 200 mm, 300 mm) sont moins chères que les largeurs de fente personnalisées.
Foire aux questions
Quelle est la température de service maximale du matériau AMS 5536 ?
Pour les applications porteuses structurelles-,AMS 5536 Hastelloy Xconserve une résistance utile jusqu'à environ 816 degrés (1 500 degrés F). Pour la résistance à l'oxydation sans charge mécanique significative - par exemple, un moufle de four soutenu extérieurement -, l'alliage fonctionne jusqu'à 1 204 degrés (2 200 degrés F). La limite pratique dépend du niveau de contrainte, de la composition de l’atmosphère et de la durée de vie attendue. Pour les applications limitées à long terme-fluage-(10,000+ heures), la plupart des conceptions plafonnent la température à 870-980 degrés.
L'AMS 5536 est-il magnétique ?
Non. L'Hastelloy X n'est pas-magnétique à la fois dans des conditions de mise en solution-recuit et légèrement à froid-travaillé. Ceci est pertinent pour les applications à proximité d'équipements électroniques ou magnétiques sensibles, et cela signifie également que la vérification PMI ne peut pas utiliser le tri magnétique - vous avez besoin d'un équipement XRF ou OES.
La feuille AMS 5536 peut-elle être utilisée pour le service eau de mer ?
C’est possible, mais ce n’est pas le choix optimal. L'Hastelloy X a été conçu pour résister à la corrosion sèche à haute température-, et non pour une utilisation au chlorure humide. Pour les environnements d'eau de mer ou de chlorure humide, l'Hastelloy C-276, le C-22 ou l'Inconel 625 sont de meilleurs choix. Si votre application implique à la fois des températures élevées et une exposition occasionnelle à l'eau de mer (par exemple, composants de turbines à gaz offshore), l'Hastelloy X est acceptable mais doit être protégé d'un contact humide prolongé avec du chlorure.
Quelle est la différence entre l'AMS 5536 et l'AMS 5754 ?
AMS 5536 couvre les feuilles, les bandes et les plaques. AMS 5754 couvre les barres, les tiges et les fils - dans le même alliage UNS N06002 et dans le même état de recuit en solution-. Les exigences en matière de propriétés mécaniques diffèrent légèrement car la barre et la tige sont testées différemment (souvent dans une orientation longitudinale) et ont des attentes différentes en matière de granulométrie. Si vous avez besoin à la fois de produits laminés plats-et de barres pour le même projet, commandez les deux selon leurs spécifications AMS respectives.
Comment puis-je vérifier que le certificat AMS 5536 de mon fournisseur est authentique ?
Trois étapes : (1) Contactez l'usine répertoriée sur le MTR et vérifiez directement le numéro de coulée. (2) Effectuez des tests PMI à la réception pour confirmer que la chimie de l'alliage correspond au certificat. (3) Pour les matériaux de grande valeur-ou critiques pour la sécurité-, demandez à un laboratoire tiers indépendant-d'effectuer une analyse chimique complète et un test mécanique sur un échantillon. Si l'une de ces vérifications échoue, mettez le matériel en quarantaine et lancez une demande d'action corrective au fournisseur.
Quel est l'équivalent DIN de l'AMS 5536 ?
La désignation DIN est2.4665, et la désignation EN estNiCr22Fe18Mo9. La spécification européenne équivalente pour les produits laminés plats-est EN 10095 (aciers-résistants à la chaleur et alliages de nickel) ou ASTM B435 / ASME SB435, selon l'application. Notez que DIN 2.4665 fait référence à l'alliage lui-même, et non à la spécification de forme du produit -, donc un matériau certifié selon DIN 2.4665 peut ou non répondre à toutes les spécifications.AMS 5536exigences sans documentation supplémentaire.
Quel mastic de soudure dois-je utiliser avec le matériau AMS 5536 ?
Pour la plupart des applications, utilisez le fil d'apport correspondant : ERNiCrMo-2 (également couvert par l'AMS 5798). Cela maintient la cohérence de la composition entre le métal de base et le dépôt de soudure. Pour les soudures différentes sur l'acier au carbone ou l'acier inoxydable, le mastic ERNiCr-3 (Inconel 82) ou ERNiCrMo-3 (Inconel 625) est couramment utilisé. Consultez toujours les spécifications de la procédure de soudage (WPS) qualifiées pour votre application spécifique.
Quelle est la quantité minimale de commande pour le matériel AMS 5536 ?
Cela varie selon le fournisseur et la forme du produit. Pour le matériel en stock, de nombreux fournisseurs vendront des pièces coupées-sur mesure-sans minimum. Pour les commandes directes d'usine-de matériaux hors stock-, le minimum est généralement de 200 à 500 kg pour les feuilles et les bandes, et de 500 à 1 000 kg pour les plaques. Les commandes de petites quantités-en stock entraînent une prime de coupe et de manutention de 20 à 50 %.
