โลหะผสมสเปกสูงครองส่วนแบ่งมูลค่าสูงสุดและความเสี่ยงสูงสุดของตลาดการค้าโลหะ และการตรวจสอบ MTC ของโลหะผสมสเปกสูงคือรากฐานของการจัดจำหน่ายที่ปลอดภัยและเป็นไปตามข้อกำหนด ท่อ Inconel 625 หนึ่งกิโลกรัมมีราคาแพงกว่าท่อเหล็กกล้าคาร์บอนหนึ่งกิโลกรัมถึงสิบเท่า แท่งไทเทเนียม Grade 23 หนึ่งกิโลกรัมมีราคาแพงกว่านั้นอีก ผู้ซื้อวัสดุเหล่านี้ , หัวฉีดสารเคมีในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ ชิ้นส่วนโครงสร้างอากาศยาน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนทางทะเล อวัยวะเทียมทางการแพทย์ , ใช้วัสดุเหล่านี้ในงานที่เกรดโลหะผสมเฉพาะ ไม่ใช่แค่ตระกูลโลหะผสม เป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพการใช้งานที่ปลอดภัย การได้เกรดผิดไม่ใช่แค่ปัญหาด้านต้นทุน แต่เป็นปัญหาด้านความปลอดภัย

ข้อกำหนดการสอบย้อนกลับวัสดุสำหรับโลหะผสมสเปกสูงสะท้อนความจริงข้อนี้ MTC สำหรับ Hastelloy C-276, Duplex 2205, Ti-6Al-4V หรือ Monel 400 ต้องบันทึกข้อมูลมากกว่าใบรับรองเหล็กมาตรฐานอย่างมีนัยสำคัญ , มีธาตุผสมมากขึ้น ข้อกำหนดองค์ประกอบทางเคมีที่แม่นยำขึ้น และในหลายกรณีต้องมีผลการทดสอบสมรรถนะเพิ่มเติมที่ไม่จำเป็นสำหรับเกรดมาตรฐาน

ผู้ค้าโลหะที่ทำการค้าโลหะผสมสเปกสูงเผชิญความท้าทายด้านการตรวจสอบที่ยากกว่าเหล็กกล้าอย่างแท้จริง นั่นคือ เกรดย่อยภายในตระกูลเดียวกัน (นิกเกิลอัลลอยต่างชนิด ไทเทเนียมเกรดต่างกัน) อาจมีลายเซ็น XRF ที่คล้ายกัน และต้นทุนของการส่งมอบวัสดุผิดเกรด , ทั้งในแง่ความรับผิด วัสดุที่ถูกตีคืน และความเสียหายด้านชื่อเสียงในตลาดที่ข่าวสารแพร่กระจายอย่างรวดเร็ว , นั้นร้ายแรง

ตระกูลโลหะผสมและฟิลด์สำคัญใน MTC

นิกเกิลอัลลอย (Inconel, Hastelloy, Monel, Alloy 20, Incoloy)

นิกเกิลอัลลอยถูกใช้เพื่อความทนทานต่อการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมทางเคมีที่โหดร้ายที่สุด ได้แก่ น้ำทะเล กรดไฮโดรฟลูออริก กรดซัลฟิวริก และการใช้งานที่อุณหภูมิสูงในสภาวะออกซิไดซ์ MTC ต้องบันทึก:

สำหรับ Inconel 625 (UNS N06625, ASTM B446, AMS 5666):

Ni: ≥ 58% (ในทางปฏิบัติมักอยู่ที่ 62–65%)
Cr: 20.0–23.0%
Mo: 8.0–10.0%
Nb+Ta: 3.15–4.15%
Fe: ≤ 5.0%
C: ≤ 0.10%
การยืนยันเกรดที่สำคัญคือปริมาณ Nb+Ta , เป็นสิ่งที่ทำให้ 625 มีความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง และแยกแยะจากนิกเกิลอัลลอยที่ไม่มีการเสถียรด้วยไนโอเบียม

สำหรับ Hastelloy C-276 (UNS N10276, ASTM B575):

Ni: 57% ขั้นต่ำ
Mo: 15.0–17.0%
Cr: 14.5–16.5%
W: 3.0–4.5%
Fe: 4.0–7.0%
C: ≤ 0.01% (ขีดจำกัดคาร์บอนที่ต่ำมากอย่างน่าสังเกต , เกิน 0.01% ถือเป็นความไม่สอดคล้องด้านองค์ประกอบทางเคมี แม้จะดูเหมือนเป็นตัวเลขเล็กน้อยก็ตาม)
ขีดจำกัดคาร์บอนที่ต่ำมากนี้แยก C-276 ออกจาก C-22 และ C-4 และมีความสำคัญต่อความทนทานการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมกรดรีดิวซ์

สำหรับ Monel 400 (UNS N04400, ASTM B164):

Ni: ≥ 63% (รวมโคบอลต์)
Cu: 28.0–34.0%
Fe: ≤ 2.5%
Mn: ≤ 2.0%

สำหรับนิกเกิลอัลลอยใด ๆ MTC ยังต้องบันทึกคุณสมบัติเชิงกลในสภาพผ่านการอบชุบด้วยความร้อนหรืออบอ่อนตามปกติ. และในกรณีที่เกี่ยวข้อง ต้องมีการทดสอบความไวต่อการกัดกร่อนระหว่างเกรน (ASTM A262 Practice C หรือ E สำหรับบางเกรด)

โลหะผสมไทเทเนียม

ไทเทเนียมถูกใช้ในอากาศยาน การแพทย์ และงานทางทะเลที่อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักและความทนทานต่อการกัดกร่อนคุ้มค่ากับต้นทุนที่สูงขึ้น การกำหนดเกรดและสภาพวัสดุมีความสำคัญอย่างยิ่ง:

Grade 2 (บริสุทธิ์เชิงพาณิชย์, AMS 4941): เกรดความแข็งแรงต่ำ ทนทานต่อการกัดกร่อนสูง สำหรับกระบวนการทางเคมีและงานทะเล MTC ต้องแสดง: Fe ≤ 0.30%, O ≤ 0.25%, N ≤ 0.03%, H ≤ 0.015%, C ≤ 0.08%

Grade 5 (Ti-6Al-4V, AMS 4928): ไทเทเนียมสำหรับอากาศยานที่ใช้กันแพร่หลายที่สุด Al: 5.50–6.75%, V: 3.50–4.50%, Fe ≤ 0.40%, O ≤ 0.20%, N ≤ 0.05%, H ≤ 0.015%, C ≤ 0.08% สำหรับการใช้งานด้านอากาศยาน MTC ต้องแสดงธาตุแทรกซึม (O, N, H, C) ทั้งหมดอย่างชัดเจน

Grade 23 (Ti-6Al-4V ELI, AMS 4928): เกรด Extra Low Interstitial สำหรับการแพทย์และงานอากาศยานที่วิกฤต. ขีดจำกัดที่เข้มงวดกว่า: O ≤ 0.13%, N ≤ 0.05%, C ≤ 0.08%, H ≤ 0.012%, Fe ≤ 0.25%. การกำหนด ELI ไม่สามารถยืนยันได้หากไม่มีค่าธาตุแทรกซึมที่ระบุชัดเจนบน MTC

ความแตกต่างสำคัญระหว่าง Grade 5 และ Grade 23 , นั่นคือการกำหนด ELI , ถูกยืนยันทั้งหมดด้วยค่าธาตุแทรกซึมบน MTC ใบรับรองที่แสดงธาตุผสมหลัก (Al, V) อยู่ในช่วงของ Grade 5 แต่ไม่ได้ระบุธาตุแทรกซึมอย่างชัดเจน ไม่สามารถยอมรับว่าเป็น Grade 23 ได้ สำหรับการใช้งานอุปกรณ์ทางการแพทย์ นี่คือข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ ไม่ใช่แค่ความชอบด้านคุณภาพ

ดูเพล็กซ์และซูเปอร์ดูเพล็กซ์สเตนเลส

เกรดดูเพล็กซ์ผสมผสานโครงสร้างจุลภาคออสเทไนต์และเฟอร์ไรต์เพื่อให้ได้ทั้งความแข็งแรงและความทนทานต่อการแตกร้าวจากความเค้นในสภาพแวดล้อมคลอไรด์ ข้อกำหนด MTC ที่สำคัญนอกเหนือจากองค์ประกอบทางเคมีมาตรฐาน:

2205 (UNS S31803/S32205, ASTM A276 หรือ A240):

Cr: 22.0–23.0%, Ni: 4.5–6.5%, Mo: 3.0–3.5%, N: 0.14–0.20%
PREN = Cr + 3.3Mo + 16N ≥ 35 , ต้องคำนวณได้จากองค์ประกอบทางเคมีที่รายงาน
ปริมาณเฟอร์ไรต์: 35–65% , บันทึกด้วยการวัดทางแม่เหล็กหรือการตรวจสอบทางโลหะวิทยาตาม ASTM A923
สำหรับสภาพอบอ่อนเต็มที่และชุบน้ำ MTC ต้องแสดงอุณหภูมิอบอ่อนและการยืนยันการชุบ.

2507 Super-Duplex (UNS S32750, ASTM A276):

Cr: 24.0–26.0%, Ni: 6.0–8.0%, Mo: 3.0–5.0%, N: 0.24–0.32%
PREN ≥ 41 สำหรับเกรดนี้
ข้อกำหนดการทดสอบเฟสอินเตอร์เมทัลลิกที่เข้มงวดกว่า

LDX 2101 (UNS S32101, ดูเพล็กซ์แบบลีน):

ปริมาณ Mo ต่ำกว่า (0.1–0.8%) ชดเชยด้วย Mn และ N ที่สูงขึ้น
PREN ต่ำกว่า , ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานทุกประเภทที่ระบุให้ใช้ 2205

การคำนวณ PREN จากองค์ประกอบทางเคมีที่รายงานคือจุดตรวจสอบสำคัญสำหรับเกรดดูเพล็กซ์ ผู้จัดจำหน่ายที่ไม่สามารถยืนยัน PREN จากองค์ประกอบทางเคมีบนใบรับรองได้ ก็ไม่สามารถยืนยันเกรดความทนทานต่อการกัดกร่อนของวัสดุได้

Stainless steel and metal alloy material grades

ข้อจำกัดของ XRF สำหรับโลหะผสมสเปกสูง

XRF เชื่อถือได้สำหรับการระบุตระกูลโลหะผสมในวัสดุสเปกสูง , สามารถแยก Inconel จากเหล็กกล้าคาร์บอนได้ และแยกนิกเกิลอัลลอยจากสเตนเลสได้ แต่ภายในตระกูลโลหะผสมเดียวกัน XRF มีข้อจำกัด:

XRF ไม่สามารถวัดคาร์บอนได้. ซึ่งหมายความว่าไม่สามารถแยก C-276 (C ≤ 0.01%) จากนิกเกิลอัลลอยอื่นที่มีคาร์บอนสูงกว่าได้
ความแม่นยำของ XRF สำหรับไนโอเบียมและแทนทาลัม , ซึ่งสำคัญต่อการยืนยัน Inconel 625 เทียบกับ Inconel 600 , ต่ำกว่าธาตุหลักอื่น ๆ
XRF ไม่สามารถวัดธาตุแทรกซึม (O, N, H) ในไทเทเนียมได้ ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะที่กำหนด Grade 23 ELI
XRF ไม่สามารถวัดปริมาณไนโตรเจนโดยตรงในดูเพล็กซ์สเตนเลสได้ ซึ่งสำคัญต่อการคำนวณ PREN

สำหรับโลหะผสมสเปกสูง MTC คือการยืนยันเกรดหลัก. และการทดสอบทางกายภาพ (OES สำหรับคาร์บอน การวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการสำหรับธาตุแทรกซึม) คือวิธีการตรวจสอบเมื่อ MTC ถูกตั้งข้อสงสัยหรือไม่มีอยู่

ความล้มเหลวของ MTC โลหะผสมสเปกสูงที่พบบ่อย

ธาตุแทรกซึมขาดหายสำหรับไทเทเนียม MTC แสดง Al และ V ในช่วงที่ถูกต้อง แต่ไม่ได้รายงาน O, N หรือ H สำหรับ Grade 23 ELI นี่คือใบรับรองที่ไม่สมบูรณ์

ไม่มีการรายงานคาร์บอนสำหรับ C-276 MTC ยืนยัน Ni, Mo, Cr และ W แต่ละเว้นคาร์บอน เมื่อพิจารณาขีดจำกัดคาร์บอน 0.01% สำหรับ C-276 การละเว้นนี้ถือเป็นความไม่สอดคล้อง , ธาตุที่ยืนยันเกรดสำคัญขาดหายไป

ไม่สามารถคำนวณ PREN ได้จากองค์ประกอบทางเคมีที่รายงาน MTC ของ 2205 แสดง Cr และ Mo แต่ละเว้นปริมาณไนโตรเจน หากไม่มีไนโตรเจน จะไม่สามารถคำนวณ PREN ได้ และไม่สามารถยืนยันความทนทานต่อการกัดกร่อนได้

ไม่มีปริมาณเฟอร์ไรต์สำหรับดูเพล็กซ์ MTC ยืนยันองค์ประกอบทางเคมีแต่ไม่ได้บันทึกสมดุลเฟสเฟอร์ไรต์ สำหรับเกรดดูเพล็กซ์ในงานวิกฤต การทดสอบเฟอร์ไรต์เป็นสิ่งที่คาดหวังและผู้ซื้อส่วนใหญ่กำหนดให้ต้องมี

รูปแบบผลิตภัณฑ์ไม่ตรงกัน ใบรับรองครอบคลุมแท่ง แต่วัสดุที่ส่งมอบเป็นแผ่น รูปแบบผลิตภัณฑ์ที่ต่างกันอาจมีค่าความคลาดเคลื่อนขององค์ประกอบที่ยอมรับได้ต่างกัน และข้อกำหนดการทดสอบเชิงกลที่ต่างกัน

TestCert จัดการการรับรองโลหะผสมสเปกสูงอย่างไร

MTC ของโลหะผสมสเปกสูงมีฟิลด์ข้อมูลมากกว่า กฎการตรวจสอบที่ซับซ้อนกว่า และความเสี่ยงด้านเกรดย่อยมากกว่าใบรับรองเหล็กมาตรฐาน TestCert จัดการเรื่องนี้โดยดูแลชุดกฎการตรวจสอบเฉพาะเกรดสำหรับตระกูลโลหะผสมสเปกสูงหลัก ได้แก่ นิกเกิลอัลลอย (ตามหมายเลข UNS) เกรดไทเทเนียม (รวมถึงการตรวจสอบธาตุแทรกซึม) และดูเพล็กซ์สเตนเลส (รวมถึงการคำนวณ PREN จากองค์ประกอบทางเคมีที่สกัดได้)

สำหรับ Inconel 625 ระบบตรวจสอบปริมาณ Nb+Ta เป็นฟิลด์ยืนยันควบคู่กับช่วง Ni และ Cr สำหรับ Hastelloy C-276 คาร์บอนที่ 0.010% หรือสูงกว่าจะถูกตั้งข้อสังเกตว่าอาจไม่สอดคล้อง สำหรับ Ti Grade 23 การขาดการรายงานธาตุแทรกซึม (O, N, H) จะถูกตั้งข้อสังเกตว่าเป็นฟิลด์ที่ไม่สมบูรณ์ สำหรับเกรดดูเพล็กซ์ PREN จะถูกคำนวณโดยอัตโนมัติจากค่าองค์ประกอบทางเคมีที่สกัดได้ และเปรียบเทียบกับค่าต่ำสุดของเกรด

เมื่อผู้ซื้อติดต่อผู้จัดจำหน่ายเกี่ยวกับใบรับรองโลหะผสมสเปกสูง ผู้จัดจำหน่ายต้องสามารถตอบกลับได้ภายในไม่กี่วินาทีด้วยใบรับรองที่สมบูรณ์ ผ่านการตรวจสอบแล้ว พร้อมผลการคำนวณตรวจสอบทั้งหมด ความสามารถในการตอบสนองเช่นนี้คือสิ่งที่แยกซัพพลายเออร์โลหะผสมสเปกสูงที่ได้รับการรับรองออกจากผู้ค้าโลหะทั่วไป ดูวิธีที่ TestCert รองรับการจัดจำหน่ายโลหะผสมสเปกสูงได้ที่ testcert.io

โลหะผสมสเปกสูง: ข้อกำหนดการตรวจสอบ MTC ที่ผู้ค้าโลหะต้องทำให้ถูกต้อง