Dövme şartnamesinde ASTM A182 F91 olarak yazılan Grade 91, molibdenin yanı sıra az miktarda ve sıkı kontrol edilen vanadyum, niyobyum ve azot ilaveleri içeren %9 kromlu bir çeliktir. Bu, onu krom-molibden ailesinin en yüksek izin verilen gerilmelerine sahip modifiye 9Cr-1Mo-V çeliği, UNS K90901, yapar. Longrui Forging, Çin’in Zhejiang eyaleti Yunhe İlçesinde, F91’i parça başına 5 kg ile 520 kg arasında vana gövdesi, vana kapağı, flanş, halka parça ve bağlantı parçası taslağı olarak döver.
Grade 91, modern süperkritik güç santrallerinin buharı daha yüksek sıcaklıkta çalıştırabilmesinin nedenidir: vanadyum, niyobyum ve azot, sıcaklıkta mikroyapıyı yerinde tutan ince karbonitrürler oluşturur; böylece çelik, 2.25Cr-1Mo (F22) çeliğinin dayanımını kaybetmeye başladığı yerde dayanımını korur. Bu performansın bedeli disiplindir, çünkü özellikler yalnızca kimyada değil, ısıl işlem görmüş yapıda yaşar.
F91 Nedir
F91, martenzitik bir krom-molibden çeliğidir, paslanmaz çelik değildir. %9 krom ona yüksek sıcaklıkta oksidasyon direnci verir, mikro alaşım elementleri ise sürünme dayanımı kazandırır. Kullanılmadan önce normalize edilir ve menevişlenir; bu işlem bir bitirme adımı değil, şartnamenin parçasıdır.
| Element | Aralık (%) | Element | Aralık (%) |
|---|---|---|---|
| Karbon | 0,08 – 0,12 | Krom | 8,0 – 9,5 |
| Mangan | 0,30 – 0,60 | Molibden | 0,85 – 1,05 |
| Silisyum | 0,20 – 0,50 | Vanadyum | 0,18 – 0,25 |
| Fosfor | maks. 0,020 | Niyobyum (Cb) | 0,06 – 0,10 |
| Kükürt | maks. 0,010 | Azot | 0,030 – 0,070 |
| Nikel | maks. 0,40 | Alüminyum | maks. 0,02 |
Hepsi aynı malzemeyi işaret eden dereceler ve tanımlar: UNS K90901, EN 1.4903 (X10CrMoVNb9-1), Grade 91 ve dövme olduğunda F91. Yoğunluk, tedarikçi veri sayfalarında 7,6 ile 7,8 g/cm³ arasında verilir; bu, ağırlık tahmini için yeterince yakındır, ancak çizime yazılacak bir sayı değildir.
F91, P91, WP91 ve C12A: Hangi Tanım Geçerlidir
Bu, neredeyse her Grade 91 talebinde karşımıza çıkar ve cevap, denetçinin hangi özellik tablosunu kullanacağını belirler:
| Tanım | Standart | Ürün formu |
|---|---|---|
| F91 | ASTM A182 | Dövme parçalar: vana gövdeleri, flanşlar, dövme bağlantı parçaları, halka parçaları |
| P91 | ASTM A335 | Dikişsiz boru ve tüp |
| WP91 | ASTM A234 | İşlenmiş alın kaynağı bağlantı parçaları |
| C12A | ASTM A217 | Döküm parçalar |
Tek bir kimya bu dördünün hepsinde geçerlidir; bu nedenle kollektörden türbin stop vanasına kadar bir hat boyunca malzeme aynıdır. Değişen, ürün standardıdır ve onunla birlikte kabul tablolarıdır: A182 F91, dövmelerde minimum 415 MPa akma ve minimum 620 MPa çekme dayanımı gerektirir, boru derecesi A335 P91 ise 585 MPa çekme minimumunda aynı akma değerini taşır. Bir talep bir flanş için 585 rakamını veriyorsa, burada bir dövmeye boru tablosu uygulanıyor demektir; bunun malların girişinde değil, sipariş öncesinde netleştirilmesi yerinde olur.
Mekanik Özellikler ve Sertlik Aralığı
| Özellik | ASTM A182 F91 minimum |
|---|---|
| Akma dayanımı (0,2 %) | 415 MPa (60 ksi) |
| Çekme dayanımı | 620 MPa (90 ksi) |
| 50 mm’de uzama | 20 % |
| Kesit daralması | 40 % |
| Brinell sertliği | 190 – 248 HBW |
Sertlik bu kalitede her iki taraftan da izlenir ve her iki taraf da bir anlam taşır. Fazla sertlik, parçada kalmış menevişlenmemiş martenzite işaret eder; bu, kullanımda çatlama riskidir. Fazla yumuşaklık ise kalitenin satın alınma sebebi olan sürünme dayanımının bir kısmını çoktan harcamış aşırı menevişlemeye işaret eder. Bu yüzden F91 normalde her parça veya her parti için sertlik ölçümü ile sipariş edilir ve ısıl işlem kaydı sertifikayla birlikte gider.
F91’in Doğru Cevap Olmadığı Durumlar
- Yaklaşık 550 °C’nin altı. Grade 91, sürünme dayanımı için satın alınır. Hiç ısınmayan bir hatta F22 veya F11, daha az maliyetle ve çok daha geniş bir kaynak aralığıyla işi görür.
- Islak veya klorürlü ortamlar. Krom tek başına paslanmaz çelik yapmaz. Görev sıcaklık değil korozyon olduğunda cevap paslanmaz veya dubleks bir kalitedir, 9Cr çeliği değil.
- Isıl işlemi kimsenin kontrol etmeyeceği yerler. Yanlış prosedürle kaynaklanan veya yanlış sıcaklıkta menevişlenen F91, kendisini haklı çıkaran özellikleri kaybeder. F91 şart koşan projeler, zincirdeki her tedarikçiden belgelenmiş ısıl işlem, sertlik ölçümleri ve PWHT disiplini bekler.
- Buna ihtiyaç duymayan ince kesitler. Dayanım avantajı et kalınlığında ve ağırlıkta görünür. Küçük ve hafif yüklü bir parçada satın alınacak bir şey yoktur.
F91’den Neler Dövüyoruz
- Yüksek sıcaklık buharı ve enerji santrali uygulamaları için vana gövdeleri ve vana kapakları
- ASME B16.5 ve proje ölçülerine göre flanşlar ve halka parçalar
- Çizime göre bağlantı parçası taslakları ve talaşlı imalat parçaları
- Parça başına 5 kg ile 520 kg arası, 2.000 T’den 6.000 T çok yönlü prese kadar olan preslerde
- Dövülmüş halde, kaba talaşlı veya çizime göre bitmiş talaşlı olarak, talaşlı parçalarda ölçü raporlarıyla birlikte tedarik edilir
- UT, MT, PT ve VT muayenesi, test kapsamı siparişte kararlaştırılacak şekilde
Dövme ve Isıl İşlem Kontrolü
Grade 91’in dövme penceresi dardır. Sıcaklıkta deformasyona direnç gösterir, bu yüzden pres kapasitesi ve parçayı tekrar tekrar ısıtmak yerine tek ısıtmada işleyen bir ekip gerekir. Dövmeden sonra parça, kalitenin şart koştuğu yapıyı oluşturmak için normalize edilir ve menevişlenir; fırın sıcaklığı ve soğutma her parti için izlenir ve kaydedilir.
Bir F91 siparişinde kontrol ettiklerimiz:
- Dövme sıcaklık aralığı korunur ve kaydedilir, minimumun altında işleme yapılmaz
- F91 için ASTM A182 Tablo 1 çevrimine göre normalize ve menevişleme: 1900–1975 °F [1040–1080 °C] normalize, havada soğutma, 1350–1470 °F [730–800 °C] menevişleme, kayıtlı bir çevrimle; satın alma siparişi kendi menevişleme sıcaklığını belirtiyorsa ona göre çalışırız
- Sertlik, ısıl işlemden sonra kontrol edilir, onun yerine değil
- Her döküm numarası için kimya kendi spektrometremizde doğrulanır; Grade 91’i sade 9Cr-1Mo’dan ayıran vanadyum, niyobyum ve azot ilaveleri dahil
- Sevkiyat öncesi UT ve yüzey muayenesi, kapsam baştan kararlaştırılacak şekilde
Standartlar, Belgeler ve Test
F91 dövme parçaları, ASTM A182 standardına göre üretilir; bu standart, yüksek sıcaklık servisi için dövme veya haddelenmiş alaşımlı ve paslanmaz boru flanşları, bağlantı parçaları, vanalar ve parçaları kapsar. Boru A335, bağlantı parçaları A234 ve döküm parçalar A217’ye göre sipariş edilir; aynı malzeme her bir standart kapsamında temin edilir ve sertifika, hangi standarda göre üretildiğini belirtir.
F91 siparişiyle birlikte standart olarak düzenlediğimiz belge EN 10204 3.1 muayene sertifikasıdır; projenin şahitli test gerektirdiği durumlarda, bağımsız bir muayene görevlisi tarafından karşı imzalanan 3.2 sertifikası talep üzerine sağlanır ve ayrı bir kalem olarak fiyatlandırılır. Kimyasal bileşim ve mekanik test raporları, ısıl işlem grafikleri ve sertlik ölçümleri sevkiyatla birlikte gönderilir ve döküm numarası kütükten sevkiyata kadar izlenebilir. Test ekipmanları ve tam sertifika seti Kapasite ve Sertifikalar sayfalarında yer alır.
İlgili sayfalar
- Dubleks, Paslanmaz ve Özel Çelik Dövmeler
- Inconel 718 Dövme Parçalar (Alloy 718)
- Dövmede Kalite Kontrol
Sıkça Sorulan Sorular
F91 malzemesi nedir?
F91, UNS K90901, ASTM A182 kapsamında Grade 91 için dövme tanımıdır: vanadyum, niyobyum ve azot ile modifiye edilmiş % 9 krom, % 1 molibden çeliği. Yüksek sıcaklık servisi için martensitik krom-molibden çeliğidir ve esas olarak süperkritik ve ultra süperkritik buhar boru hattı bileşenlerinde kullanılır. Avrupa tanımı 1.4903, X10CrMoVNb9-1’dir.
F91 ile P91 arasındaki fark nedir?
Ürün formu ve onu yöneten standart. F91, ASTM A182 kapsamındaki dövme tanımıdır; vana gövdeleri, flanşlar ve dövme bağlantı parçaları için kullanılır. P91, ASTM A335 kapsamındaki dikişsiz boru ve tüp tanımıdır. Kimyasal bileşim aynı ailedendir, bu nedenle her iki tanımdaki bileşenler tek bir hatta kullanılır, ancak mekanik özellik tabloları farklıdır: A182 F91 minimum 620 MPa çekme dayanımı gerektirir, A335 P91 ise 585 MPa.
F91 mi F22 mi, hangisini belirtmeliyim?
Bu, servis sıcaklığına ve et kalınlığına bağlıdır. F22 (2.25Cr-1Mo), yüksek sıcaklık aralığının alt ucuna yönelik geleneksel bir krom-molibden çeliğidir; kaynak ve ısıl işlem penceresi daha rahattır. F91, aynı sıcaklıkta çok daha yüksek izin verilen gerilme değerine sahiptir, bu nedenle daha ince cidarlara ve daha hafif bileşenlere olanak tanır; bunun bedeli ise çok daha sıkı ısıl işlem ve sertlik kontrolüdür. Yaklaşık 550 °C altında genellikle F91 için ödeme yapmanın bir nedeni yoktur.
ASTM A182 F91’in mekanik özellikleri nelerdir?
Minimum akma dayanımı 415 MPa (60 ksi), minimum çekme dayanımı 620 MPa (90 ksi), 50 mm’de % 20 uzama, % 40 kesit daralması ve 190 ila 248 HBW arasında bir Brinell sertlik aralığı. Sertlik bilinçli olarak bir aralık şeklinde belirtilir: aralığın her iki ucu da ısıl işlem hakkında bilgi taşır.
F91 vana gövdeleri ve flanşları dövebilir misiniz?
Evet. F91, F22 ve F92 ile birlikte düzenli olarak dövdüğümüz yüksek sıcaklık kalitelerinden biridir. 5 kg ile 520 kg arasında gövdeler, vana kapakları, flanşlar, halka parçalar ve bağlantı parçası taslakları döver, kayıt altına alınan bir çevrimde ısıl işlem uygular, ısıl işlem sonrası sertliği kontrol eder ve sevkiyat öncesi test ederiz. Kaliteyi, standardı ve test kapsamını içeren çizimi gönderin, fiyat teklifini verelim.
F91 hangi ısıl işlemi gerektirir?
ASTM A182 Tablo 1’deki çevrime göre normalizasyon ve menevişleme: 1900–1975 °F [1040–1080 °C]‘de normalizasyon, havada soğutma, ardından 1350–1470 °F [730–800 °C]‘de menevişleme. Amaç, kalitenin mukavemetinin bağlı olduğu menevişlenmiş martensitik yapıyı üretmek ve geride menevişlenmemiş martensit bırakmamaktır. Standart ayrıca, kesiti 3 in. üzerinde olan F91 bağlantı parçaları için su verme ve menevişlemeye izin verir, üreticinin seçimine bağlı olarak ve bir satın alma siparişi, şartnamenin ek gereklilikleri kapsamında kendi çevrimini adlandırabilir. Isıl işlem sonrası bir sertlik kontrolü sonucu doğrular ve kayıt sertifika ile birlikte gönderilir.
Sertifika vanadyum, niyobyum ve azotu gösteriyor mu?
Evet. Bu üç element, Grade 91’i sade 9Cr-1Mo’dan ayıran unsurlardır; bu nedenle tedarikçinin kağıt üzerindeki analizinden değil, kendi spektrometremizden alınan ve her döküm (şarj) için sertifikada raporlanan kimyasal analizin bir parçasıdır.