1. Materiallar xususiyatlari va texnik xususiyatlari
Savol: AMS5544L (Inconel 718) ning yuqori haroratli aerokosmik ilovalar uchun mos keladigan muhim dizayn xususiyatlari qanday va spetsifikatsiya uning holatini qanday belgilaydi?
Javob: AMS5544L korroziyaga va issiqlikka chidamli{1}}nikel qotishmasini varaq, tasma va plastinka shaklida belgilaydi. Kimyoviy jihatdan u siz aytib o'tgan kompozitsiya bilan belgilanadi (Ni balansi, taxminan 19,5% xrom, 13,5% kobalt, shuningdek, niobiy (Kolumbiy), molibden, titan va alyuminiyning sezilarli qo'shimchalari bilan). Ushbu o'ziga xos kimyo universal Inconel 718 sifatida tanilgan.
Sanoat nuqtai nazaridan uchta xususiyat uning qiymatini belgilaydi:
1300 daraja F (704 daraja) gacha bo'lgan yuqori mahsuldorlik: Faqat qattiq eritmaning mustahkamlanishiga tayanadigan ko'plab superqotishmalardan farqli o'laroq, Inconel 718 o'zining kuchini noyob yog'ingarchilik-qattiqlashuv jarayonidan oladi. Birlamchi mustahkamlash bosqichi ostenitik matritsaga mos keladigan Gamma Double Prime (""") hisoblanadi. Bu reaktiv dvigatellar va gaz turbinalaridagi haddan tashqari haroratlarda mukammal mexanik xususiyatlarga ega bo'lish imkonini beradi.
Ajoyib payvandlanish qobiliyati: Waspaloy yoki Rene 41 kabi boshqa super qotishmalarga nisbatan bu qotishmaning o‘ziga xos xususiyatidir. Sekin cho‘kish{1}}qattiqlashuvchi kinetikasi tufayli Inconel 718 payvand chokidan keyingi issiqlik bilan ishlov berish-yoshiga-o‘ta chidamli. Bu uni korpuslar, kanallar va yonish kameralari kabi murakkab payvandlangan tuzilmalar uchun tanlangan materialga aylantiradi.
Spetsifikatsiya sharti (AMS5544L): Spetsifikatsiyaning "L" qayta ko'rib chiqilishi materialning eritma issiqlik bilan ishlangan holatida etkazib berilishini ko'rsatadi. Plitalar uchun bu odatda 1700 daraja F - 1850 daraja F (927 daraja - 1010 daraja) ga qadar qizdirishni, har qanday zararli fazalarni eritish uchun ushlab turishni va keyin qattiqlashtiruvchi elementlarni (Al, Ti, Nb) qattiq eritmada ushlab turish uchun tez sovutishni (söndürmeyi) o'z ichiga oladi. Bunday holatda (A sharti) material yumshoq va shakllanuvchan, ishlab chiqarishga tayyor. Yakuniy foydalanuvchi xizmat ko'rsatish uchun zarur bo'lgan to'liq mexanik xususiyatlarga erishish uchun shakllantirish va payvandlashdan keyin oxirgi qarish issiqlik bilan ishlov berishni (masalan, 1325 daraja F / 1450 daraja F) amalga oshiradi.
2. Ishlab chiqarish jarayonlari: sarflanadigan elektrod va vakuumli induksion eritish.
Savol: Sarlavhada "Iste'mol qilinadigan elektrod yoki vakuum induksiyasi eritilgan" ko'rsatilgan. Nima uchun bu qotishma uchun bu ikkita maxsus eritish usuli talab qilinadi va AMS5544L kontekstida qanday farq bor?
Javob: Spetsifikatsiya ikki asosiy eritish usuliga ruxsat beradi-Vakuumli induksion eritish (VIM) va sarflanadigan elektrodlarni qayta eritish-aerokosmosdagi muhim aylanadigan va statik komponentlar uchun zarur boʻlgan eng yuqori darajadagi metallurgiya yaxlitligini taʼminlash.
Vakuumli induksion eritish (VIM): Bu asosiy eritish bosqichidir. Xom ashyo (nikel, xrom, kobalt va boshqalar) elektromagnit induksiya yordamida vakuumli pechda eritiladi. Vakuum muhiti ikkita sababga ko'ra hal qiluvchi ahamiyatga ega:
Gazlarni olib tashlash: vodorod, kislorod va azot kabi erigan gazlarni olib tashlaydi, bu g'ovaklik va mo'rtlashuvga olib kelishi mumkin.
Aniq kimyo nazorati: Alyuminiy va titan kabi reaktiv elementlarni oksidlanmasdan va cürufga yo'qolmasdan aniq qo'shish imkonini beradi. Bu maqsadli kimyoga (57Ni-19.5Cr-13.5Co) izchil erishilishini ta'minlaydi.
Sarflanadigan elektrodlarni qayta eritish: AMS5544 kontekstida bu vakuumli yoyni qayta eritish (VAR) ga tegishli. VIM orqali ishlab chiqarilgan elektrod vakuum ostida elektr yoyini urib qayta eritiladi. Bu aniq maqsadlarga ega bo'lgan ikkinchi darajali tozalash jarayoni:
Makrostruktura nazorati: U qattiqlashuv tezligini nazorat qiladi, katta ingotlarda keng tarqalgan mikrog'ovaklikni va markaz chizig'ini ajratishni sezilarli darajada kamaytiradi.
Tozalik: U yanada parchalanadi va metall bo'lmagan qo'shimchalarni (oksidlar, sulfidlar)-suzib chiqadi.
Sanoat istiqboli:
AMS5544L kabi qatlamli mahsulotlar uchun "VIM + VAR" kombinatsiyasi (ko'pincha "Ikki marta eritilgan" yoki "VIM ingotidan eritilgan iste'mol qilinadigan elektrod" deb ataladi) sanoat standarti hisoblanadi. Spetsifikatsiya variantni taklif qiladi, chunki varaq mahsuloti shakli ignabargli mahsulotga qaraganda yupqaroq va og'irroq ishlaydi. Quyma VIM + VAR bo'lishi kerak bo'lsa-da, spetsifikatsiya ikkilamchi eritmani texnik jihatdan VAR jarayoni bo'lgan "sarflanadigan elektrod" deb ta'riflash mumkinligini tan oladi. Bu ikki{6}}eritilish amaliyoti bir hil mikrotuzilmani va yupqa kalibrli varaqning aerokosmik qurilmalarning qattiq shakllantirilishi va yuqori-stressli- muhitida omon qolishi uchun zarur bo'lgan nuqsonlar bo'lmasligini kafolatlaydi.
3. Korroziyaga chidamlilik mexanizmlari
Savol: Spetsifikatsiya buni "Korroziyaga va issiqlikka chidamli" deb tasniflaydi. AMS5544L qanday o'ziga xos korroziya mexanizmlariga chidamli va qanday metallurgiya xususiyatlari bu qarshilikni ta'minlaydi?
Javob: Ushbu 57Ni-19.5Cr-13.5Co qotishmasi uchun "korroziyaga chidamli" belgisi uning turli xil yuqori haroratli va suvli korroziy muhitlarga bardosh berish qobiliyatini bildiradi, bu turbinalar, chiqindi kanallari va kimyoviy ishlov berish uskunalari kabi komponentlar uchun juda muhimdir.
Qarshilik uchta asosiy metallurgiya xususiyatidan kelib chiqadi:
Xrom tarkibi (19,5%): Xrom oksidlanish va suvli korroziyaga chidamliligi uchun asosiy vositadir. Yuqori haroratlarda u sirtda xrom oksidining (Cr2O3Cr2O3) zich, yopishqoq va sekin-o'sadigan himoya qatlamini hosil qiladi. Ushbu oksid shkalasi jismoniy to'siq bo'lib, kislorodning ichkariga tarqalishini va asosiy metallga hujum qilishini oldini oladi. Suvli muhitda u passivatsiyaga yordam beradi, umumiy korroziyaga va chuqurlikka qarshi turadi.
Nikel asosi: Yuqori nikel miqdori (qotishma elementlardan keyin taxminan. 53-55%) xlorid-ionli korroziya yorilishi (SCC) ga mukammal qarshilik ko'rsatadi. Temir miqdori yuqori bo'lgan zanglamaydigan po'latlar issiq xloridli muhitda SCCga sezgir. AMS5544L dagi nikel matritsasi bu sharoitlarga ancha bardoshli boʻlib, uni dengiz va tuzli{5}}aerokosmik muhitlarga moslashtiradi.
Molibden va kolumbiy (niobiy) qo'shimchalari: Molibden chuqurchalar va yoriqlar korroziyasi kabi mahalliy korroziya mexanizmlariga qarshilikni oshiradi. Kislota muhitini (masalan, sulfat yoki xlorid kislotasi) kamaytirishda passiv plyonkaning barqarorligini oshiradi. Niobiyning mavjudligi, birinchi navbatda, mustahkamlash uchun bo'lsa-da, uglerodni MC{2}}tipli karbidlarni hosil qilish uchun bog'lashda yordam beradi, payvandlash yoki sekin sovutish paytida xromning don chegaralarida kamayib ketishini (sensibilizatsiya) oldini oladi va shu bilan issiqlik ta'sirlangan hududda korroziyaga chidamlilikni saqlaydi.
4. Ishlab chiqarish va shakllantirish
Savol: Bizning do'konimiz AMS5544L varag'ini murakkab kanallarga chuqur tortadi. Shakllanishning muhim jihatlari qanday va hal{2}}davolangan holat (A shart) boshqa yuqori quvvatli qotishmalarga nisbatan bu jarayonga qanday yordam beradi?
Javob: AMS5544L varag'ini kanal yoki ko'rfaz kabi murakkab geometriyalarga shakllantirish keng tarqalgan, ammo texnik jihatdan talabchan jarayondir. Yechim{2}}davolangan holat (A sharti) bu ishlab chiqarishni amalga oshirish uchun maxsus tanlangan.
Shakllanishdagi asosiy fikrlar:
Ishning yuqori qotib qolish darajasi: Ko'pgina ostenitik nikel qotishmalari singari, Inconel 718 ishi tezda qattiqlashadi. Materialni deformatsiya qilganda, u kuchliroq va kamroq egiluvchan bo'ladi. Bu sizga zanglamaydigan po'latdan yasalgan po'latdan yasalgan buyumlar bilan solishtirganda sezilarli darajada ko'proq bosim talab qilishini anglatadi. Ushbu qotishmada aniqroq bo'lgan "bahor-orqaga" ni hisobga olishingiz kerak.
Sekin kuchlanish tezligi: Chuqur chizish uchun odatda materialning bir tekis oqishini ta'minlash va mahalliy yupqalash yoki sinishdan qochish uchun sekinroq shakllantirish tezligi afzallik beriladi.
Moylash: Og'ir{0}}moylash materiallari varaqning sirtini buzishi mumkin bo'lgan yiringlash va qolib ketishning oldini olish uchun zarurdir.
Nima uchun A sharti foydalidir:
Eritmaning tavlanishi (1700-1850 daraja F) qattiqlashuv fazalarini eritadi va maksimal egiluvchanlikka ega bo'lgan qayta kristallangan don tuzilishini hosil qiladi. Ushbu yumshoq holatda cho'zilish yuqori bo'lib, jiddiy deformatsiyaga imkon beradi.
Oʻralgan holda-qiyoslash: Agar material oʻralgan holda yoki qisman eskirgan holda- yetkazib berilsa, unda chuqur chizish uchun zarur boʻlgan egiluvchanlik boʻlmaydi va yorilib ketadi.
Boshqa qotishmalar bilan solishtirish: Rene 41 yoki Waspaloy kabi qotishmalar ko'pincha eritma-bilan ishlov berilgan holatda ham hosil bo'ladi, lekin ular ko'p bosqichli shakllantirishda oraliq yumshatish bosqichlarini talab qilishi mumkin. Inconel 718 ning sekinroq qarish reaksiyasi kengroq "qayta ishlash oynasini" ta'minlaydi-siz bir nechta shakllantirish operatsiyalarini material tabiiy ravishda qarimasdan va vaqt o'tishi bilan xona haroratida qotib qolmasdan bajarishingiz mumkin, bu boshqa alyuminiy-qattiqlashtirilgan titan qotishmalari uchun xavf tug'diradi.
Shakllantirilgandan so'ng, uning xizmat ko'rsatish kuchiga erishish uchun oxirgi yog'ingarchilikni qattiqlashtiruvchi (qari) issiqlik bilan ishlov berishdan oldin, moylash materiallarini olib tashlash uchun qismni yaxshilab tozalash kerak.
5. Xarid qilish va issiqlik bilan ishlov berish
Savol: Agar men AMS5544L varag'ini sotib olsam, yakuniy dizayn xususiyatlarini qondirish uchun payvandlashdan keyin qanday issiqlik bilan ishlov berish kerak va ular standart "tegirmon" holatidan qanday farq qiladi?
Javob: AMS5544L varag'ini sotib olayotganda siz materialni Eritmada tavlangan holatda (A sharti) sotib olasiz. Bu yetkazib berish uchun belgilangan "tegirmon holati". Xizmat ko'rsatish uchun zarur bo'lgan yakuniy mexanik xususiyatlarga erishish uchun (masalan, 180-200 ksi valentlik quvvati diapazoni) ishlab chiqaruvchi barcha shakllantirish va payvandlash ishlari tugallangandan so'ng keyingi yog'ingarchilik bilan qattiqlashuvchi (qari) issiqlik bilan ishlov berishni amalga oshirishi kerak.
Bu erda AMS5544L dan tayyorlangan apparat uchun standart sanoat issiqlik bilan ishlov berish ketma-ketligi:
1-qadam: Yechimli eritma (tegirmonda allaqachon bajarilgan): Qabul qilinganidek, material ~ 1750 daraja F-1850 daraja F gacha qizdirilgan va sovutilgan. Barcha qotishma elementlar o'ta to'yingan qattiq eritmada. Material yumshoq va shakllanadigan.
2-qadam: Qarish (yomg'irning qattiqlashishi): Bu qism ishlab chiqaruvchi tomonidan amalga oshiriladi.
Maqsad: Dislokatsiya harakatini bloklaydigan va yuqori kuch beradigan nozik, intermetal fazalarni ("" va ") cho'ktirish.
Standart tsikl: 718 uchun keng tarqalgan aerokosmik qarish tsikli ikki bosqichli jarayon:-
A qadam: 8 soat davomida 1325 daraja F (718 daraja) ± 15 daraja F, pechni sovutib oling
B bosqichi: 8 soat davomida 1150 daraja F (621 daraja) ± 15 daraja F, keyin havoni sovutish.
Jami vaqt: Bu taxminan 16 dan 18 soatgacha bo'lgan umumiy qarish vaqtiga olib keladi.
Atmosfera: Oksidlanish va sirt miqyosini oldini olish uchun buni vakuumli pechda yoki inert atmosferada (Argon) qilish kerak. Agar atmosfera pechidan foydalanilsa, oksidlarni olib tashlash uchun sirtni tozalashdan keyingi-talab qilinishi mumkin.
Nima uchun bu muhim:
Agar komponent A holatida ishga tushirilsa (xususan, spetsifikatsiyada ko'rsatilganidek), u juda yumshoq bo'lar edi va dizayn yuklari ostida plastik deformatsiyalanadi yoki darhol ishlamay qoladi. Eskirgan issiqlik bilan ishlov berish yumshoq, shakllantiriladigan varaqni reaktiv dvigatellar va samolyot korpuslari tayanadigan-bardoshli uskunaga aylantiradi.
