1. اصل متالورژی اساسی در پشت AMS 5803 (Incoloy 903) چیست ، و چگونه با آلیاژهای تقویت شده با جامد {{3} متفاوت است؟
AMS 5803 (UNS N19903) ، که از نظر تجاری به عنوان incoloy 903 شناخته می شود ، یک انبساط حرارتی کم ، بارش- تقویت شده نیکل تقویت شده- آهن- cobalt superalloy است. اصل طراحی اصلی آن اساساً با راه حل جامد-} آلیاژهای تقویت شده مانند Incoloy 800 یا 625 متفاوت است.
راه حل جامد - آلیاژهای تقویت شده (به عنوان مثال ، Incoloy 800): قدرت خود را از اتمهای عناصر آلیاژ (مانند CR ، MO) در ماتریس نیکل اولیه حل کنید. آنها به طور کلی برای مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت به اکسیداسیون تا حد خاص دما استفاده می شوند اما در نهایت نرم می شوند.
بارش - آلیاژ تقویت شده (incoloy 903): این آلیاژ از طریق یک عمل حرارتی دو -} قدرت استثنایی خود به قدرت استثنایی خود می رسد:
تصفیه راه حل: صفحه به دمای بسیار بالا (1400 درجه f/760 درجه) گرم می شود تا تمام عناصر تقویت کننده-} در درجه اول Niobium (NB) ، تیتانیوم (ti) ، و آلومینیوم (al)- را در محلول جامد یکنواخت ، پس از آن به سرعت خنک شود (quenched) به "قفل".
پیری (سخت شدن بارش): سپس مواد به دمای پایین تر و دقیق (1300 درجه F/705 درجه) گرم می شوند و برای یک زمان خاص نگهداری می شوند. این فرآیند کنترل شده باعث می شود عناصر محلول به طور یکنواخت در طول ریزساختار به عنوان ذرات بسیار ریز و منسجم که به مرحله گاما نخست () معروف هستند ، رسوب دهند.
این ذرات اصلی گاما به عنوان موانع قابل توجهی برای جابجایی حرکت در ساختار کریستال عمل می کنند و به آلیاژ فوق العاده عملکرد و استحکام کششی ، حتی در دماهای بالا اعطا می کنند. علاوه بر این ، ترکیب خاص آن (37 ٪ NI ، 15 ٪ CO ، 3 ٪ NB+TI) برای نمایش ضریب انبساط حرارتی کنترل شده (CTE) مهندسی شده است ، به این معنی که در هنگام گرم شدن-} یک خاصیت مهم برای برنامه های کاربردی کوره ای PRECINACE- بسیار کمی گسترش می یابد.
2. چرا صفحه Incoloy 903 به طور خاص برای کوره های پردازش حرارتی پیشرفته بر روی سایر آلیاژهای درجه حرارت - انتخاب شده است؟
انتخاب صفحه incoloy 903 برای اجزای کوره یک انتخاب عمدی است که توسط ترکیب منحصر به فرد آن از خصوصیات مکانیکی و فیزیکی هدایت می شود که مستقیماً چالش های طراحی را در عملیات حرارتی دقیق- حل می کند.
گسترش حرارتی کم (CTE کنترل شده): این مهمترین مزیت آن است. اجزای ساخته شده از صفحه 903 ، مانند وسایل ، سینی ها و تکیه گاه های ساختاری ، چرخه های حداقل در هنگام گرما - بالا و خنک-} down تحت تغییر قرار می گیرند. این امر از تحریف جلوگیری می کند ، تحمل دقیق قسمت را حفظ می کند ، و از ترخیص مداوم بین قطعات متحرک در داخل کوره در کل چرخه حرارتی اطمینان می دهد.
استحکام بالا در دما: بر خلاف بسیاری از موادی که با افزایش دما نرم می شوند ، incoloy 903 سن بسیار بالایی از اتاق خود را حفظ می کند-} دما (قدرت عملکرد بالا) در دمای عملیاتی که اغلب بیش از 1200 درجه فارنهایت (650 درجه) است. این امر امکان طراحی وسایل سبک تر و کارآمدتر و ابزارآلات را فراهم می کند که می تواند بارهای قابل توجهی را بدون چسباندن یا خزیدن به مرور زمان پشتیبانی کند.
مقاومت عالی خزش: در برنامه هایی که وسایل در آن تحت فشار مکانیکی ثابت در دمای بالا برای دوره های طولانی مدت قرار دارند (به عنوان مثال ، نگه داشتن بار برای ساعت ها در طول آنیل) ، مقاومت در برابر تغییر شکل آهسته و مداوم (خزش) ضروری است. رسوب گاما نخست در سال 903 مقاومت برجسته ای در برابر پارگی خزش ایجاد می کند.
مقاومت در برابر اکسیداسیون خوب: در حالی که به عنوان اکسیداسیون - مقاوم در برابر آلیاژهای کروم بالا - ، یک لایه اکسید محافظ پایدار و پایدار است که برای اکثر جو های کوره ، از جمله هوا ، گازهای بی اثر و هیدروژن خشک کافی است.
3. ملاحظات بحرانی مطلق در حین عملیات حرارتی صفحه AMS 5803 پس از ماشینکاری در یک مؤلفه چیست؟
عملیات حرارتی Incoloy 903 یک فرآیند بازپرداخت ساده نیست. این یک عمل دقیق است کهتعریف کردنخصوصیات نهایی مواد. انحراف از پروتکل مشخص شده می تواند منجر به خرابی قسمت فاجعه بار شود.
پیروی دقیق به پارامترهای مشخص شده: زمان و دما برای هر دو درمان محلول و چرخه سنی باید دقیقاً مطابق با AMS 5803 یا دستورالعمل های سازنده دنبال شود. حتی انحرافات کوچک می تواند باعث شود:
برداشت: درشت را رسوب می کند و منجر به افت قابل توجه در قدرت و سختی می شود.
زیرین: بارش ناقص ، و در نتیجه پایین تر از استحکام بهینه و بی ثباتی بالقوه در سرویس.
ذوب اولیه: بیش از دمای درمان محلول می تواند باعث ذوب موضعی در مرزهای دانه شود و مؤلفه را از بین ببرد.
میزان فرونشست بسیار مهم است: پس از درمان محلول ، قسمت باید به سرعت به اندازه کافی خنک شود - به طور معمول توسط هوای اجباری یا روغن- برای جلوگیری از تشکیل زودرس مراحل درشت و نامطلوب در هنگام خنک کننده. خنک کننده آهسته منجر به ضعف - از {4} مواد مشخص شده است که قابل اصلاح نیست.
قانون "تاریخ حرارتی": یک قانون انتقادی ، غیر - قابل مذاکره برای این کلاس از آلیاژها این است که یک راه حل کامل - درمان حرارتی اجباری است اگر قسمت در طی هر پردازش بعدی (مانند جوشکاری) بالاتر از دمای پیری اصلی خود باشد. re - گرم کردن یک قسمت پیر بدون RE - درمان راه حل باعث بارش کنترل نشده و آغوش شدید می شود.
4. چه چیزی باعث می شود جوشکاری صفحه 903 یک روش فوق العاده تخصصی باشد؟
جوشکاری بارش - superalloys سخت شده مانند 903 یک عمل ریسک بالا {{2} در نظر گرفته می شود و اغلب برای اجزای ساختاری بحرانی اجتناب می شود. اگر جوشکاری کاملاً ضروری باشد ، به احتیاط شدید نیاز دارد.
POST - عملیات حرارتی جوش (PWHT) ضرورت: جوشکاری در incoloy 903 در محلول - ennealed (نرم) در گرما- منطقه آسیب دیده (HAZ) وجود دارد. جوشکاری قدرت ناچیز خواهد داشت مگر اینکه تحت درمان کامل و چرخه سنی قرار بگیردپس ازجوشکاری این چالش های گسترده ای را نشان می دهد:
کل مؤلفه باید بتواند پس از جوشکاری در یک کوره گرمایش گرم شده قرار بگیرد.
درجه حرارت بالا می تواند باعث تحریف شود و ماشینکاری دقیق را نفی کند.
انتخاب فلز پرکننده: از فلز پرکننده ترکیب تطبیق به طور معمول استفاده می شود (به عنوان مثال ، AWS A5.14 ERNIFECR-2). با این حال ، فلز جوش به خودی خود از ویژگی های جامد سازی متفاوتی برخوردار خواهد بود و ممکن است دقیقاً به خواص مشابه فلز پایه فرفورژه نرسد.
فشار - ترک خوردگی سن: این یک خطر عمده است. ترکیبی از تنش های باقیمانده بالا از جوشکاری و تغییرات حجمی در طول چرخه پیری جوش- می تواند باعث ترک خوردگی فوری در HAZ شود. برای کاهش این موضوع ، استرس-} درمان های امدادی اغلب قبل از چرخه سنی کامل مورد نیاز است.
بهترین روش: تمرین استاندارد صنعت این است که هر زمان ممکن باشد از یک قطعه صفحه استفاده کنید تا از جوشکاری به طور کلی جلوگیری شود. ساخت به طور معمول محدود به چفت مکانیکی است.
5. هنگام تهیه صفحه AMS 5803 ، چه گواهینامه های خاص و گزارش های آزمایشی غیر - برای اطمینان از تناسب اندام- برای سرویس- در یک برنامه کوره بحرانی قابل مذاکره است؟
برای مطالبی که عملکرد آن به پردازش دقیق وابسته است ، کاغذهای رسمی نیستند - این یک رکورد با کیفیت است. یک آسیاب با کیفیت بالا- اسناد و مدارک کاملی را ارائه می دهد.
صدور گواهینامه AMS 5803: این مواد باید برای پاسخگویی به الزامات کامل مشخصات مواد هوافضا AMS 5803 ، که حاکم بر محدوده خاصیت شیمیایی ، مکانیکی و حرارتی برای این آلیاژ خاص است ، تأیید شود. این سختگیرانه تر از ادعای عمومی "Incoloy 903" است.
گزارش آزمون مواد (MTR) در هر 10204 3.1: این یک گواهی تأیید شده-} تأیید شده است که نتایج آزمایش واقعی را از گرمای خاص مواد ارائه می دهد ، از جمله:
ترکیب شیمیایی: تجزیه و تحلیل کامل ملاقه برای همه عناصر ، تأیید اینکه آنها در محدوده AMS محکم هستند.
خواص مکانیکی: مقادیر کششی ، عملکرد ، کشیدگی و سختی واقعی از نمونه های آزمایش شده ، اثبات می کنند که آنها از حداقل نیازهای خود فراتر می روند.
ضریب انبساط حرارتی: مقادیر CTE معتبر بیش از محدوده دمای خاص (به عنوان مثال ، 70-800 درجه F) ، که نشانگر عملکرد اصلی این آلیاژ است.
صدور گواهینامه تصفیه حرارت: اسناد و مدارک اثبات شده صفحه ، بازپرداخت صحیح یا درمان محلول را طبق استاندارد AMS دریافت کرده و از یک وضعیت شروع سازگار و شناخته شده برای سازنده اطمینان حاصل می کند.
گزارش بازرسی اولتراسونیک: برای صفحه ، یک تست اولتراسونیک- کامل (UT) در هر ASTM A578 یا مشابه برای اطمینان از این که مواد از ناپیوستگی های داخلی مانند اجزاء ، لمینت ها یا حفره هایی که می توانند به نقاط ضعف تحت فشار حرارتی و مکانیکی در سرویس تبدیل شوند ، ضروری است.
SOURCING AMS 5803 صفحه بدون این مستندات دقیق یک خطر غیرقابل قبول برای یک کاربرد مهم کوره است ، زیرا خواص این ماده به تنهایی با بازرسی بصری قابل تأیید نیست.
