1. Medžiagos savybės ir specifikacijos
Kl.: Kokios yra AMS5544L (Inconel 718) esminės konstrukcijos charakteristikos, dėl kurių jis tinkamas naudoti aukštoje -temperatūros aviacijos ir kosmoso reikmėms, ir kaip specifikacija apibrėžia jo būklę?
A: AMS5544L nurodo korozijai ir karščiui{1}}atsparų nikelio lydinį lakštų, juostelių ir plokščių pavidalu. Chemiškai jį apibrėžia jūsų minėta sudėtis (Ni balansas, kuriame yra maždaug 19,5% chromo, 13,5% kobalto, taip pat daug niobio (kolumbo), molibdeno, titano ir aliuminio). Ši specifinė chemija visuotinai žinoma kaip Inconel 718.
Pramonės požiūriu jos vertę apibrėžia trys savybės:
Didelis atsparumas iki 1300 laipsnių F (704 laipsnių): skirtingai nuo daugelio kitų superlydinių, kurie priklauso tik nuo kieto tirpalo stiprinimo, Inconel 718 stiprumas įgyjamas dėl unikalaus kritulių{4}}kietėjimo proceso. Pirminė stiprinimo fazė yra gama dvigubas pradinis („Gamma Double Prime“), kuri yra suderinta su austenitine matrica. Tai užtikrina puikias mechanines savybes esant ekstremalioms reaktyvinių variklių ir dujų turbinų temperatūroms.
Puikus suvirinamumas: tai išskirtinė lydinio savybė, palyginti su kitais superlydiniais, pvz., Waspaloy ar Rene 41. Dėl lėtos kritulių{1}}kietėjimo kinetikos Inconel 718 yra labai atsparus po-suvirinimo terminio apdorojimo (įtempimo{4}}senėjimo) įtrūkimams. Dėl to ji yra tinkamiausia medžiaga sudėtingoms suvirintoms konstrukcijoms, tokioms kaip korpusai, ortakiai ir degimo kameros.
Specifikacijos būklė (AMS5544L): „L“ specifikacijos peržiūra nurodo, kad medžiaga tiekiama termiškai apdorota tirpalu. Lakštiniams gaminiams paprastai reikia kaitinti iki 1700–1850 laipsnių F (927–1010 laipsnių), palaikyti, kad ištirptų kenksmingos fazės, o po to greitai atvėsinti (gesinti), kad kietėjantys elementai (Al, Ti, Nb) išliktų kietame tirpale. Tokios būklės (sąlyga A) medžiaga yra minkšta ir formuojama, paruošta gamybai. Galutinis vartotojas atliks galutinį sendinimo terminį apdorojimą (pvz., 1325 F / 1450 F) po formavimo ir suvirinimo, kad pasiektų visas techninei priežiūrai reikalingas mechanines savybes.
2. Gamybos procesai: eksploatacinis elektrodas ir vakuuminis indukcinis lydymas
Kl.: Pavadinime nurodoma „Išlydytas eksploatacinis elektrodas arba vakuuminis indukcija“. Kodėl šiam lydiniui reikalingi šie du specifiniai lydymo metodai ir kuo skiriasi AMS5544L?
A: Specifikacija leidžia naudoti du pirminius lydymo metodus -Vakuuminis indukcinis lydymas (VIM) ir perlydymas sunaudojamų elektrodų-, kad būtų užtikrintas aukščiausias metalurginio vientisumo lygis, reikalingas svarbiems besisukantiems ir statiniams kosmoso komponentams.
Vakuuminis indukcinis lydymas (VIM): Tai yra pagrindinis lydymosi etapas. Žaliavos (nikelis, chromas, kobaltas ir kt.) išlydomos vakuuminėje krosnyje naudojant elektromagnetinę indukciją. Vakuuminė aplinka yra labai svarbi dėl dviejų priežasčių:
Dujų šalinimas: pašalina ištirpusias dujas, tokias kaip vandenilis, deguonis ir azotas, kurios gali sukelti poringumą ir trapumą.
Tiksli chemijos kontrolė: leidžia tiksliai pridėti reaktyvių elementų, tokių kaip aliuminis ir titanas, jiems neoksiduojant ir neprarandant šlako. Tai užtikrina, kad tikslinė chemija (57Ni-19,5Cr-13,5Co) būtų nuosekliai pasiekiama.
Sunaudojamų elektrodų perlydymas: AMS5544 kontekste tai reiškia vakuuminį lankinį perlydymą (VAR) . Elektrodas, pagamintas naudojant VIM, perlydomas vakuume, trenkiant elektros lanku. Tai antrinis tobulinimo procesas, turintis konkrečius tikslus:
Makrostruktūrinė kontrolė: ji kontroliuoja kietėjimo greitį, žymiai sumažindama mikroporingumą ir centrinės linijos segregaciją, būdingą dideliems luitams.
Švara: toliau skaidosi ir išplaukia nemetalinius intarpus (oksidus, sulfidus){0}.
Pramonės perspektyva:
Tokiems lakštiniams gaminiams kaip AMS5544L derinys „VIM + VAR“ (dažnai vadinamas „Dvigubu lydymu“ arba „Sunaudojamas elektrodas, išlydytas iš VIM luito“) yra pramonės standartas. Specifikacijoje siūloma parinktis, nes lakštinio gaminio forma yra plonesnė ir apdirbta daugiau nei ruošinio gaminys. Nors luitas turi būti VIM + VAR, specifikacijoje pripažįstama, kad antrinis lydalas gali būti apibūdintas kaip „sunaudojamasis elektrodas“, kuris techniškai yra VAR procesas. Ši dvigubo-lydymosi praktika garantuoja vienalytę mikrostruktūrą ir defektų nebuvimą, reikalingą plonam-matometro lakštui, kad jis išliktų sudėtingoje formavimosi ir didelio{8}}įtempimo aviacijos ir kosmoso įrangos aplinkoje.
3. Atsparumo korozijai mechanizmai
Kl.: specifikacijoje tai priskiriama „atspari korozijai ir karščiui“. Kokiems specifiniams korozijos mechanizmams AMS5544L yra atsparus ir kokios metalurginės savybės užtikrina šį atsparumą?
A: Šio 57Ni-19,5Cr-13,5Co lydinio pavadinimas „atsparus korozijai“ reiškia jo gebėjimą atlaikyti įvairias aukštos temperatūros ir vandens korozijos sąlygas, o tai labai svarbu komponentams, tokiems kaip turbinos sandarikliai, išmetimo kanalai ir cheminio apdorojimo įranga.
Atsparumas atsiranda dėl trijų pagrindinių metalurginių savybių:
Chromo kiekis (19,5%): chromas yra pagrindinis oksidacijos ir vandens atsparumo korozijai veiksnys. Aukštoje temperatūroje ant paviršiaus susidaro tankus, prilipęs ir lėtai augantis apsauginis chromo oksido (Cr2O3Cr2O3) sluoksnis. Šios oksido nuosėdos veikia kaip fizinis barjeras, neleidžiantis deguoniui sklisti į vidų ir atakuoti netauriųjų metalų. Vandeninėje aplinkoje jis skatina pasyvavimą, atsparumą bendrai korozijai ir duobėms.
Nikelio bazė: didelis nikelio kiekis (apytiksliai . 53-55 % po legiravimo elementų) užtikrina puikų atsparumą chlorido -jonų įtempių korozijos įtrūkimams (SCC). Nerūdijantis plienas, kuriame yra daug geležies, yra jautrus SCC karštoje chlorido aplinkoje. AMS5544L nikelio matrica yra daug tolerantiškesnė tokioms sąlygoms, todėl ji tinkama jūrų ir druskingoje erdvėje.
Molibdeno ir kolumbo (niobio) priedai: Molibdenas ypač padidina atsparumą vietiniams korozijos mechanizmams, tokiems kaip duobių ir plyšių korozija. Tai padidina pasyvios plėvelės stabilumą redukuojančioje rūgštinėje aplinkoje (pvz., sieros arba druskos rūgštyje). Niobis, nors ir visų pirma skirtas stiprinimui, taip pat padeda surišti anglį, kad susidarytų MC- tipo karbidai, užkertant kelią chromo išeikvojimui ties grūdelių ribomis (įjautrinimu) suvirinimo ar lėto aušinimo metu, taip išlaikant atsparumą korozijai karščio -veikiamoje zonoje.
4. Gamyba ir formavimas
Kl .: Mūsų parduotuvė giliai ištrauks AMS5544L lakštą į sudėtingus kanalus. Kokie yra svarbiausi formavimo aspektai ir kaip tirpalu{2}}apdorota būklė (A sąlyga) padeda šiame procese, palyginti su kitais didelio stiprumo lydiniais?
A: AMS5544L lakšto formavimas į sudėtingas geometrijas, pavyzdžiui, ortakius ar silfonus, yra įprastas, bet techniškai sudėtingas procesas. Sprendimu-gydoma būklė (sąlyga A) yra specialiai parinkta, kad šis gaminimas būtų įmanomas.
Pagrindinės formavimo aplinkybės:
Didelis kietėjimo greitis: kaip ir dauguma austenitinio nikelio lydinių, Inconel 718 darbas greitai sukietėja. Deformuojant medžiagą, ji tampa tvirtesnė ir mažiau lanksti. Tai reiškia, kad jums reikia žymiai didesnio presavimo tonažo, palyginti su nerūdijančio plieno formavimu. Turite atsižvelgti į „spyruokl-atgal“, kuris šiame lydinyje yra ryškesnis.
Lėtas deformacijos greitis: giluminiam tempimui dažniausiai pirmenybė teikiama lėtesniam formavimo greičiui, kad medžiaga tekėtų tolygiai ir būtų išvengta vietinio plonėjimo ar lūžių.
Tepimas:-sunkūs tepalai yra būtini, kad būtų išvengta kalimo ir šlifavimo, nes tai gali sugadinti lakšto paviršiaus apdailą.
Kodėl A sąlyga yra naudinga:
Tirpalo atkaitinimas (1700–1850 laipsnių F) ištirpina kietėjimo fazes ir sukuria perkristalizuotą grūdėtumo struktūrą, pasižyminčią didžiausiu lankstumu. Šioje minkštoje būsenoje pailgėjimas yra didelis, todėl galima stipriai deformuotis.
Palyginimas su valcuotu-: jei medžiaga būtų tiekiama valcuota arba iš dalies pasenusi, jai trūktų giluminiam tempimui reikalingo lankstumo ir ji įtrūktų.
Palyginimas su kitais lydiniais: lydiniai, tokie kaip Rene 41 arba Waspaloy, taip pat dažnai formuojami tirpalu, tačiau jiems gali prireikti tarpinių atkaitinimo etapų formuojant daugiapakopį. Lėtesnė „Inconel 718“ senėjimo reakcija suteikia platesnį „apdorojimo langą“-galite atlikti kelias formavimo operacijas, laikui bėgant medžiagai natūraliai nenusenstant ir nesukietinant kambario temperatūroje, o tai kelia pavojų kai kuriems kitiems aliuminio-titano lydiniams.
Po formavimo, dalis turi būti kruopščiai nuvalyta, kad būtų pašalinti tepalai, prieš atliekant galutinį grūdinimo (senėjimo) terminį apdorojimą, kad būtų pasiektas jos eksploatacinis stiprumas.
5. Pirkimas ir terminis apdorojimas
Kl .: Jei perku AMS5544L lakštą, kokių terminių apdorojimų reikia po suvirinimo, kad atitiktų galutines projektines savybes ir kuo jos skiriasi nuo standartinės „malūnėlio“ būklės?
A: Kai perkate AMS5544L lapą, perkate medžiagą, kurios būklė yra atkaitinta tirpalu (A sąlyga). Tai yra pristatymui nurodyta „malūno būklė“. Kad būtų pasiektos galutinės mechaninės savybės, reikalingos eksploatacijai (pvz., 180–200 ksi tempimo stiprio diapazonas), gamintojas turi atlikti tolesnį grūdinimo (senėjimo) terminį apdorojimą, kai bus baigtas formavimas ir suvirinimas.
Čia yra standartinė pramonės terminio apdorojimo seka, skirta aparatinei įrangai, pagamintai iš AMS5544L:
1 veiksmas: tirpalo atkaitinimas (jau atlieka malūnas): kaip buvo gauta, medžiaga buvo pašildyta iki ~1750 °F–1850 °F ir atvėsinta. Visi legiravimo elementai yra persotintame kietame tirpale. Medžiaga minkšta ir formuojama.
2 veiksmas: sendinimas (kietinimas krituliais): tai atlieka dalies gamintojas.
Tikslas: nusodinti smulkias intermetalines fazes (" ir ""), kurios blokuoja dislokacijos judėjimą ir suteikia didelį stiprumą.
Standartinis ciklas: įprastas 718 aviacijos ir erdvės senėjimo ciklas yra dviejų{1}}pakopų procesas:
A žingsnis: 1325 laipsnių F (718 laipsnių) ± 15 laipsnių F 8 valandas, krosnis atvėsinama iki
B veiksmas: 1150 laipsnių F (621 laipsnis) ± 15 laipsnių F 8 valandas, tada oro vėsinimas.
Bendras laikas: bendras senėjimo laikas yra maždaug 16–18 valandų.
Atmosfera: tai turi būti atliekama vakuuminėje krosnyje arba inertinėje atmosferoje (argonas), kad būtų išvengta oksidacijos ir paviršiaus nuosėdų susidarymo. Jei naudojama atmosferinė krosnis, paviršių gali reikėti po-apdorojimo išvalyti, kad būtų pašalinti oksidai.
Kodėl tai svarbu:
Jei komponentas būtų pradėtas eksploatuoti esant A būsenai (kaip nurodyta specifikacijoje), jis būtų per minkštas ir plastiškai deformuotųsi arba iš karto sugestų veikiant projektinėms apkrovoms. Senstantis terminis apdorojimas yra tai, kas minkštą, formuojamą lakštą paverčia didelio-stiprumo technine įranga, kuria remiasi reaktyviniai varikliai ir lėktuvų korpusai.
