1. Efniseiginleikar og upplýsingar
Sp.: Hverjir eru mikilvægir hönnunareiginleikar AMS5544L (Inconel 718) sem gera það að verkum að það hentar fyrir há-lofthitanotkun og hvernig skilgreinir forskriftin ástand þess?
A: AMS5544L tilgreinir tæringar- og hitaþolið-nikkelblendi í formi blaðs, ræma og plötu. Efnafræðilega er það skilgreint af samsetningunni sem þú nefndir (Ni jafnvægi, með um það bil 19,5% króm, 13,5% kóbalt, auk verulegra viðbóta af níóbíni (kólumbíum), mólýbdeni, títan og áli). Þessi sérstaka efnafræði er almennt þekkt sem Inconel 718.
Frá sjónarhóli iðnaðarins skilgreina þrjár eignir gildi þess:
Hár afrakstursstyrkur allt að 1300 gráður F (704 gráður): Ólíkt mörgum öðrum ofurblendi sem treysta á fasta-lausnstyrkingu eingöngu, fær Inconel 718 styrk sinn frá einstöku úrkomu-herðingarferli. Aðal styrkingarfasinn er Gamma Double Prime (""), sem er í samræmi við austenitíska fylkið. Þetta gerir ráð fyrir framúrskarandi vélrænni eiginleikum við mikla hitastig sem upplifað er í þotuhreyflum og gastúrbínum.
Framúrskarandi suðuhæfni: Þetta er áberandi eiginleiki málmblöndunnar samanborið við aðrar ofurblöndur eins og Waspaloy eða Rene 41. Vegna hægfara úrkomu-herðingarhvarfa, er Inconel 718 mjög ónæmur fyrir eftir-hitameðhöndlun (álags-aldur) sprungu. Þetta gerir það að valefni fyrir flókin soðin mannvirki eins og hlíf, rásir og brunahólf.
Forskriftarskilyrði (AMS5544L): "L" endurskoðun forskriftarinnar segir til um að efnið sé afhent í hitameðhöndlaða lausninni. Fyrir plötuvörur felur þetta venjulega í sér hitun í 1700 gráður F - 1850 gráður F (927 gráður - 1010 gráður), halda til að leysa upp skaðlega fasa og síðan hröð kælingu (slökkva) til að halda herðandi þáttum (Al, Ti, Nb) í fastri lausn. Í þessu ástandi (skilyrði A) er efnið mjúkt og mótanlegt, tilbúið til framleiðslu. Endanlegur notandi mun framkvæma endanlega öldrun hitameðferð (td 1325 gráður F / 1450 gráður F) eftir mótun og suðu til að ná fullum vélrænni eiginleikum sem krafist er fyrir þjónustu.
2. Framleiðsluferli: Rafskaut til neyslu vs. Vacuum Induction Bræðsla
Sp.: Titillinn tilgreinir "Rafskaut til neysluvara eða tómarúmslækkun bráðið." Hvers vegna eru þessar tvær sérstakar bræðsluaðferðir nauðsynlegar fyrir þessa málmblöndu og hver er munurinn í samhengi við AMS5544L?
A: Forskriftin gerir ráð fyrir tveimur aðalbræðsluaðferðum-Vacuum Induction Melting (VIM) og Consumable Electrode Remelting-til að tryggja hæsta stigi málmvinnsluheilleika sem krafist er fyrir mikilvæga snúnings- og kyrrstöðuhluta í geimferðum.
Vacuum Induction Melting (VIM): Þetta er aðal bræðsluskrefið. Hráefnin (nikkel, króm, kóbalt o.s.frv.) eru brætt í lofttæmiofni með því að nota rafsegulinnleiðslu. Tómarúm umhverfið er mikilvægt af tveimur ástæðum:
Fjarlæging lofttegunda: Það fjarlægir uppleystar lofttegundir eins og vetni, súrefni og köfnunarefni, sem getur valdið gljúpu og stökkleika.
Nákvæm efnafræðistýring: Það gerir kleift að bæta við hvarfgjarnum þáttum eins og ál og títan nákvæmlega við án þess að þau oxist og glatist í gjall. Þetta tryggir að markmiðsefnafræðinni (57Ni-19.5Cr-13.5Co) sé náð stöðugt.
Endurbræðsla rafskauta: Í samhengi við AMS5544 er átt við Vacuum Arc Remelting (VAR). Rafskaut sem framleitt er með VIM er endurbrædd í lofttæmi með því að slá á rafboga. Þetta er aukahreinsunarferli með sérstökum markmiðum:
Stýring á stórbyggingu: Það stjórnar storknunarhraðanum, dregur verulega úr örholu og miðlínuaðskilnaði sem er algeng í stórum hleifum.
Hreinlæti: Það brýtur enn frekar niður og flýtur út úr -málmlausum innihaldsefnum (oxíð, súlfíð).
Sjónarmið iðnaðarins:
Fyrir plötuvörur eins og AMS5544L er samsetningin „VIM + VAR“ (oft nefnd „Double Melt“ eða „Consumable Raft Melted from a VIM ingot“) iðnaðarstaðallinn. Forskriftin býður upp á möguleika vegna þess að blaðvöruformið er þynnra og unnið þyngra en billetvara. Þó að hleifurinn verði að vera VIM + VAR, viðurkennir forskriftin að hægt sé að lýsa aukabræðslunni sem "neyslurafskaut", sem er tæknilega séð VAR ferlið. Þessi tvöfalda-bræðsluaðferð tryggir einsleita örbyggingu og frelsi frá göllum sem nauðsynlegar eru til að þunnt-mæliblaðið geti lifað af stranga mótun og mikla-álagsumhverfi flugvélbúnaðar.
3. Tæringarþolskerfi
Sp.: Forskriftin flokkar þetta sem "tæringar- og hitaþolið." Hvaða sérstöku tæringarkerfi er AMS5544L ónæmur fyrir og hvaða málmvinnslueiginleikar veita þessa viðnám?
Svar: Heitið „tæringarþolið“ fyrir þessa 57Ni-19.5Cr-13.5Co málmblöndu vísar til getu þess til að standast margs konar háhita og vatnskennt ætandi umhverfi, sem er mikilvægt fyrir íhluti eins og hverflaþéttingar, útblástursrásir og efnavinnslubúnað.
Viðnámið er dregið af þremur aðal málmvinnslueiginleikum:
Króminnihald (19,5%): Króm er aðal drifkrafturinn fyrir oxun og tæringarþol í vatni. Við háan hita myndar það þétt, viðloðandi og hægt-hlífðarlag af krómoxíði (Cr2O3Cr2O3) á yfirborðinu. Þessi oxíðkvarði virkar sem líkamleg hindrun, kemur í veg fyrir að súrefni dreifist inn á við og ráðist á grunnmálminn. Í vatnskenndu umhverfi stuðlar það að passivering, þolir almenna tæringu og gryfju.
Nikkelgrunnur: Hátt nikkelinnihald (u.þ.b. . 53-55% eftir málmblöndur) veitir framúrskarandi viðnám gegn klóríð-jónaspennu tæringarsprungum (SCC). Ryðfrítt stál, með hátt járninnihald, er næmt fyrir SCC í heitu klóríðumhverfi. Nikkel fylkið í AMS5544L þolir mun betur þessar aðstæður, sem gerir það hentugt fyrir sjávar- og salt-hlaðinn loftrýmisumhverfi.
Mólýbden og kólumbíum (níbíum) Viðbót: Mólýbden eykur sérstaklega viðnám gegn staðbundnum tæringaraðferðum eins og gryfju- og sprungutæringu. Það eykur stöðugleika óvirku filmunnar við að draga úr súru umhverfi (eins og brennisteins- eða saltsýru). Tilvist níóbíns, þó fyrst og fremst til styrkingar, hjálpar einnig við að binda kolefni til að mynda MC-karbíð, kemur í veg fyrir eyðingu króms við kornamörk (næmingu) við suðu eða hæga kælingu, þannig að viðhalda tæringarþol á hita-svæðinu.
4. Tilbúningur og mótun
Sp.: Verslunin okkar mun djúpteikna AMS5544L blað í flókna leiðslu. Hver eru mikilvæg mótunarsjónarmið og hvernig hjálpar ástandið sem -meðhöndlað er með lausn (skilyrði A) í þessu ferli samanborið við aðrar há-málmblöndur?
A: Að mynda AMS5544L blað í flóknar rúmfræði eins og rásir eða belg er algengt en tæknilega krefjandi ferli. Lausn-meðhöndlaða ástandið (skilyrði A) er sérstaklega valið til að gera þessa framleiðslu mögulega.
Helstu mótunarsjónarmið:
Hátt vinnuherðingarhlutfall: Eins og flestar austenítísk nikkel málmblöndur, harðnar Inconel 718 vinna hratt. Þegar þú afmyndar efnið verður það sterkara og minna sveigjanlegt. Þetta þýðir að þú þarft marktækt meiri pressufjölda miðað við að mynda ryðfríu stáli. Þú verður að gera grein fyrir „spring-back,“ sem er meira áberandi í þessari málmblöndu.
Hægur álagshraði: Fyrir djúpdrátt er hægari myndunarhraði almennt ákjósanlegur til að leyfa efninu að flæða jafnt og forðast staðbundna þynningu eða brot.
Smurning: Þungt-sleipiefni eru nauðsynleg til að koma í veg fyrir að það ristist og deyja upp, sem getur eyðilagt yfirborðsáferð blaðsins.
Af hverju skilyrði A er hagkvæmt:
Lausnglæðingin (1700-1850 gráður F) leysir upp herðingarfasana og framleiðir endurkristallaða kornabyggingu með hámarks sveigjanleika. Í þessu mjúka ástandi er lengingin mikil, sem gerir ráð fyrir alvarlegri aflögun.
Samanburður við eins-valsað: Ef efnið væri afhent í eins-valsað eða að hluta til eldað ástand myndi það skorta sveigjanleika sem þarf til að draga djúpt og myndi sprunga.
Samanburður við aðrar málmblöndur: Málblöndur eins og Rene 41 eða Waspaloy myndast oft í -lausnmeðhöndluðu ástandi líka, en þær gætu þurft milliglæðingarskref meðan á fjöl-mótun stendur. Hægari öldrunarsvörun Inconel 718 veitir breiðari „vinnsluglugga“-þú getur framkvæmt margar mótunaraðgerðir án þess að efnið eldist á náttúrulegan hátt og harðnar við stofuhita með tímanum, sem er hætta á sumum öðrum ál-títanhertu málmblöndur.
Eftir mótun verður að þrífa hlutann vandlega til að fjarlægja smurefni áður en hann gengst undir endanlega úrkomuherðandi (öldrun) hitameðferð til að ná þjónustustyrk sínum.
5. Innkaup og hitameðhöndlun
Sp.: Ef ég kaupi AMS5544L lak, hvaða hitameðhöndlun þarf eftir suðu til að uppfylla endanlega hönnunareiginleika og hvernig eru þær frábrugðnar venjulegu "mylla" ástandi?
A: Þegar þú kaupir AMS5544L blað ertu að kaupa efnið í lausnarglögguðu ástandi (skilyrði A) . Þetta er "mylla ástandið" sem tilgreint er fyrir afhendingu. Til að ná endanlegum vélrænni eiginleikum sem krafist er fyrir þjónustu (svo sem 180-200 ksi togstyrksvið), verður framleiðandinn að framkvæma síðari úrkomuherðandi (öldrun) hitameðferð eftir að allri mótun og suðu er lokið.
Hér er staðlað hitameðferðarröð iðnaðarins fyrir tilbúinn vélbúnað úr AMS5544L:
Skref 1: Lausnglæðing (þegar gert af myllunni): Eins og það hefur borist hefur efnið verið hitað í ~1750 gráður F-1850 gráður F og kælt. Allir málmblöndur eru í yfirmettuðum föstu lausn. Efnið er mjúkt og mótanlegt.
Skref 2: Öldrun (úrkomuherðing): Þetta er framkvæmt af framleiðanda hluta.
Markmiðið: Að fella út fínu, millimálmfasana ( "og ") sem hindra hreyfingar frá liðfæringu og veita mikinn styrk.
Staðlaða hringrásin: Algeng öldrunarlota í geimferðum fyrir 718 er tveggja-þrepa ferli:
Skref A: 1325 gráður F (718 gráður) ± 15 gráður F í 8 klukkustundir, ofnkæling til
Skref B: 1150 gráður F (621 gráður) ± 15 gráður F í 8 klukkustundir, síðan Air Cool.
Heildartími: Þetta leiðir til heildaröldrunartíma sem er um það bil 16 til 18 klukkustundir.
Andrúmsloft: Þetta verður að gera í lofttæmisofni eða óvirku andrúmslofti (argon) til að koma í veg fyrir oxun og yfirborðsflögnun. Ef notaður er andrúmsloftsofn gæti yfirborðið þurft að þrífa eftir-meðhöndlun til að fjarlægja öll oxíð.
Af hverju þetta skiptir máli:
Ef íhlutur væri tekinn í notkun í ástandi A (eins og tilgreint er í forskriftinni) væri hann allt of mjúkur og myndi plastaflagast eða bila strax við hönnunarálag. Öldrunarhitameðferðin er það sem umbreytir mjúku, mótanlegu lakinu í há-styrkan vélbúnað sem þotuhreyflar og flugskrokkar treysta á.
