ההשפעה של קונצ'ינג על מבנה המיקרו וההמדה של ניקל Superalloys

שם הסרטון: Nickel Superalloys and Quenching

Superalloys ניקל הם בין החומרים המתקדמים ביותר הנדסה, המהנדס לעמוד בטמפרטורות קיצוניות, סביבות קורוזיות, ועומסים מכניים גבוהים. ⁇ אלה יוצרים את עמוד השדרה של מנועי סילון, טורבינות גז, מנועים טילים, כור גרעיני. הביצועים המדהימים שלהם לא מולד; זה מושג באמצעות עיבוד תרמומאני מדויק, עם טיפול חום משחק תפקיד מכריע בין שלבים חום, קוץ תכונות מכניות ישירות, במיוחד.

קונצ'ינג, הקירור המהיר של ⁇ מטמפרטורה גבוהה, משמש למלכוד שלבים עתירי זמן גבוהה ואטומים solute במצב metastable.עבור Superalloys ניקל, תהליך זה יכול לשנות באופן דרמטי את מבנה דגנים, הפצה טרום-התחילה, ואת צפיפות פגם.השינויים המיקרו-מבנה וכתוצאה מכך שולטים לא רק קשיחות, אלא גם עמידות חולפת, חיים, והתנהגות קורוזית של תפקוד בין המהנדסים לסגסוגת היא אופטימיזציה של המעבדים.

מאמר זה מספק בדיקה סמכותית, מעמיקת של איך quenching משפיע על המיקרו-מבנה והקשה של superalloys ניקל.We נבחן את מנגנוני מתכת הבסיסית, ההשפעה של סגסוגת ו תקשורת quenching, את הפקירות בין קשיחות לנכסים אחרים, ואת ההשלכות המעשיות של טיפול חום תעשייתי.

יסודות מתכתיים של ניקל Superalloys

לפני היותו שקוע באפקטים של quenching, חשוב להבין את המיקרו של הבסיס של superalloys ניקל. ⁇ אלה מורכבים בדרך כלל מעוקב austenitic פנים ממוקד (FCC) gamma ( ⁇ ) matrix ( ⁇ ), התחזק על ידי כית כפירה של gamma ראשוני ( ⁇ ) - שלב בין-L12 מטראלי מבוסס על Niboric, כגון שלב תרמילי, כמו גם על ⁇ , כמו גם).

ה- ⁇ precipitates הם המנגנון העיקרי חיזוק. הגודל שלהם, נפח נפח, וחלוקת שליטה ישירות כוח מניב התנגדות מצמרר. במהלך טיפול חום פתרון, ⁇ מחומם לטמפרטורה שבה כל ⁇ מתמוסס, יצירת פתרון מוצק הומוגני.

תכונות מיקרו-רסאליות אחרות רלוונטיות להגדרה כוללות גבולות דגנים, אשר יכולים להיות אתרים למשקעים קרביים או הפרדה של אלמנטים של אי-שקט. קירור מהיר יכול גם ליצור ⁇ תרמיים שמובילים ללחץ חיוור, שעלולים לגרום עיוות או סדק בחלקים גדולים או מורכבים.

מקור: Alloying Elements

התגובה של superalloy ניקל כדי quenching תלוי במידה רבה על ההרכב שלה. מפתח ⁇ אלמנטים כוללים:

• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ (בלטינית:0) , טונגסטן, ו-ReniumFLT:1 - סולידריות-רזולוציה מחזקת את ממטריקס ⁇ ; גם דיפוזיה איטית ומשפיעים על קינטיקה של משקעים.
• (ב) ,0) קראבון ו BorentionFLT:1 - טופס carbides ו-borides בגבולות דגנים, אשר יכול לעכב צמיחה דגנים ולשפר את דמיון הצטמר.

לכל אלמנט יש זיקה שונה וסוללה, כלומר, שיעור הסינון חייב להיות מותאם למנוע היווצרות שלב לא רצוי (למשל, TCP שלבים כמו sigma או mu) וכדי למקסם את העליות. Alloys עם תוכן ריבור גבוה דורש קירור מהיר יותר כדי למנוע משקעים במהלך קירור.

תהליך הסידור: מכניזם ופרדוקסלים

קונצ'ינג מוגדר על ידי קצב הקירור שלו, אשר מושפע בינוני המסתובב, הגיאומטריה החלקית, ואת הטמפרטורה הראשונית. עבור Superalloys ניקל, טווח טיפול חום פתרון טיפוסי הוא 980-1200 ° C (1800-2200 ° F), בהתאם ⁇ . לאחר החזקת טמפרטורה כדי הומוגניזציה, החלק מועבר ל מיכל גז או מערכת קירור.

המנגנונים העיקריים במהלך הניקוי הם:

1. (FLT:0) דיכוי של שינויים בשלב מבוקרים דיפוזיה.FLT:1 הירידה המהירה בטמפרטורה מונעת מאטומים לנוע רחוק מספיק כדי ליצור שלבים של איזון.זה שומר ריכוז גבוה של solute במריצה ⁇ , יצירת פתרון מוצק על-חושף.
2. (FLT:0) קדמה של מבנים שאינם-קלילבריום (FLT:1) בחלק מאפיולי ניקל, במיוחד אלה עם אנרגיה לקויה ערימה נמוכה יותר, quenching יכול לגרום לטרנספורמציות דמויות מרטינסיות או ליצור רשתות פירוק צפופות.
3. (FLT:0) ג'נדרציה של מתח תרמי.FLT1 קירור שונה בין פני השטח ליבת גורמת ללחץ רביר על פני השטח ועל לחצים דחוסים בפנים.אלה יכולים להיות מועילים (לחץ דחוס דחוס דחיסה מגן על חיי עייפות) או מזיק (אם הם עולים על כוח התשואה, מה שמוביל לפצחיק).

קונצ'ינג מדיה ו- Cooling Rate

בחירת המדיום הקוקינג היא אחת הדרכים הישירות ביותר לשלוט בקצב הקירור.

• (FLT:0) WaterveFLT:1) מספק את הקירור המהיר ביותר (עד כמה מאות מעלות צלזיוס / s) הוא מייצר את הקשידות הגבוהה ביותר ואת המיקרו-מבנה המשובח ביותר, אך גם הסיכון הגדול ביותר של עיוות וסדקים.מים משמשים בדרך כלל עבור גמסטרים פשוטים יותר או כאשר יש צורך בכוח מקסימלי.
• (FLT:0)OilcioFLT:1) - מציע שיעורי קירור בינוני (50-150 מעלות צלזיוס /s) עם העברה חום אחידה יותר והלם תרמי נמוך יותר.
• (FLT:0) quקסם quקסםFLT:1) - שיעורי קירור מכוונן על ידי ריכוז וטמפרטורה שונים.הם יכולים לחקות שמן או מים, והם משמשים לעתים קרובות עבור חלקים גדולים שבהם מים עשויים להיות חמורים מדי.
• (FLT:0)Forced Air או inert גז FLT:1 - שיעורי קירור איטיים (1 ° C /s) בשימוש עבור ⁇ עם קשיחות נמוכה או כאשר מתח מינימלי של שאריות נדרש. Gas quenching נפוץ באבקות ואקום כדי למנוע חמצון.
• (ב) ,0) מ"ממלאים מלחים" (FLT:1) - יכולת חום גבוהה וקירור אחיד; המשמש לשקיפה או מתפתל יתר כדי להפחית את העיוות.

כל מדיום מייצר עקומת קירור אופיינית.הפן הקריטי הוא קצב הקירור בטווח הטמפרטורה שבו משקעים ⁇ הוא המהיר ביותר (בדרך כלל 800-1000 מעלות צלזיוס) אם קירור איטי מדי, coarse ⁇ יכול ליצור, צמצום הפוטנציאל להזדקנות קשה.אם מהר מדי, לחץ מופרז או סדק עשוי להתרחש.

שינויים מיקרו-מבנה במהלך רצף

שאילתות של superalloys ניקל מעוררות מספר שינויים מיקרו-תרבותיים, לא כולם גלויים מיד.השינויים הבאים הם משמעותיים ביותר:

גודל גרלין וסירוב

קירור מהיר עשוי להגביל את צמיחת הדגנים במהלך קירור עצמו, אבל גודל דגנים נקבע בעיקר על ידי טיפול הפתרון הקודם ואת נוכחות של גרגר גבול סיכה חלקיקים (למשל, מטענים, תחמוצות, או ⁇ עיקרי). שאילתות יכול, עם זאת, להוביל להתפלגות קנס של שלבים משניים על ההזדקנות לאחר מכן, כי המטבוליט העל-חושף מספק יותר אתרי ניקוי.

בחלק מהסופרולי ניקל, קוץ מהיר מאוד יכול לדכא החלמה ולהשאיר מבנה מיקרו עובד אם העיוות הקודם היה מעורב.זה יכול לגרום תערובת של דגנים בסדר וקורקאז, המשפיע על אנזוטרופיה מכנית.

Supersaturation ו-Vacancy Concentration

ההשפעה הישירה ביותר של קירור מהיר היא ללכוד אטומים solute במיקומים שהם לא בדרך כלל תופסים בטמפרטורות נמוכות יותר.על זה supersaturation הוא הכוח המניע למשקעים הבאים במהלך ההזדקנות.בנוסף, הצבת "נקיות" ריכוז גבוה של vacancies, אשר הם פגמים נקודה כי עלייה דרמטית של פיזור במהלך ההזדקנות.

ריכוז המיומנות בטמפרטורת הפתרון יכול להיות גבוה כמו 10cioFLT:0 -3 אטומי שבריר, אבל איזון בטמפרטורת החדר הוא הרבה פקודות נמוך יותר. ריצוף שומר חלק מהמשרות האלה, אם כי הם ניידים אפילו בטמפרטורות בינוניות. חלק התאוששות יכול להתרחש במהלך הריצוף עצמו אם קצב הקירור אינו מהיר מספיק.

דיכוי של שלב דטרימנטאלי

ב Superalloys ניקל מורכב, קירור איטי יכול לאפשר היווצרות של שלבים TCP כגון sigma ( ⁇ ), mu (μ), ולאבס.שלבים אלה הם brittle ולעתים קרובות מכילים ריכוזים גבוהים של אלמנטים ריבאוטוריים, ובכך depleting את המרצת של תוספות מחזק. Quenching על ידי עקיפה את החלון הטמפרטורה שבו שלב TCPs nucleate, שמירה על סגסוגת בסגסוגת דקומטרון רביעי חזק יותר, והוא חזק יותר.

הכחשה ומבנה משנה

לחצים תרמיים מ quenching יכולים ליצור dislocations, במיוחד ליד גבולות דגנים ובאזורים coarse-goku. אלה dislocations יכול לשמש כמו אתרי ניונקיה נוספים עבור ⁇ במהלך ההזדקנות, refining המבנה precipitate. עם זאת, צפיפות מוגזמת עלולה גם לקלקל כוח מצמרח על ידי מתן דרכים קלות עבור פירוק בטמפרטורות גבוהות.

תגובה קשה והשפעה על גורמים

הרדיות היא מדד נוח של כוח חומרי, במיוחד להערכת יעילות הטיפול החום.בסופרולי ניקל, קשיחות מתאמנית בעוצמה עם הגודל והפצה של ⁇ precipitates ועם חיזוק ברזולוציה מוצק של הממטריקס.

הרדנות הנשגבת

מיד לאחר הניקוי, Superalloys ניקל מציג קשיחות בינונית בשל חיזוק ברזולוציה מוצק ואולי קצת קשיחות פנויה.עם זאת, הקשיות אינה בשיאה כי ⁇ עדיין לא נמתח.

• שיעור ההסרה המהיר (FLT:0) 0Cooling Rate: 1FLT:1 מלכודות קירור מהיר יותר צלול, נותן חיזוק ברזולוציה גבוהה יותר של רזולוציה מוצקה.
• (FLT:0) Alloyקומפוזיציה: 1) רמות גבוהות יותר של אלמנטים ריבאונדים (Mo, W, Re) להגדיל את חיזוק ברזולוציה מוצקה במצב ההפוך.
• (ב) גודלו של גרדן: 1 (FLT:1) סגסוגת יפה-גלוטה לעקוב אחר מערכת היחסים של הול-פטרך ויש להם קשיות גבוהה יותר מאשר קודר-גרוטציה, אלא אם כן מתרחש גבול דגנים.

טיפוסי לערכי קשיחות ממונעים עבור Superalloys ניקל משותף (למשל, Inconel 718, Waspaloy) טווח בין 30 ל 45 HRC (Rockwell C), אבל יכול להיות גבוה יותר עבור ⁇ עם יותר ⁇ לשעבר.

גיל הרדינג לאחר קוצר

היתרון האמיתי של quenching הוא הבין במהלך ההזדקנות הבאה, שבו מפטריקס מזחלת סופר-עורר כדי ליצור פיזור עדין של ⁇ precipitates. התגובה ההזדקנות רגיש מאוד לשיעור quench:

• (FLT:0) quench (מים או שמן): אנדרל 1 (הריכוז העליות וההתמדה המקסימלית מובילה לשיעור קצב השקה גבוה של ⁇ במהלך ההזדקנות, זה מייצר צפיפות גבוהה של precipitates דק מאוד (10-50 nm), וכתוצאה מכך קשה גבוהה לעתים קרובות מעל 50 HRC.
• (FLT:0) quench (אוויר או גז): משקעים מסוימים ⁇ מתרחשת במהלך קירור, במיוחד בטמפרטורות ביניים.זה מקטין את החניכים ומפחית את כמות הסולם הזמין עבור משקעים משניים.הקשות הסופית היא נמוכה יותר, אבל ⁇ עשויה להיות טובה יותר פשטות ונוקשות.
• (ב) [ב] [ה], [ה], [ה], [ה], [ה], [ה],] [ה]], [ה], [ה], [ה]], [ה], [ה], [ה], [ה]], [ה], [ה]]], [התחזיקה] בטמפרטורה של ה[[ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה'] ב[[ה"ב"ב[[ה'], ב[[ה"ב[[ה'] ב[[ה'], ב[[ה'] ב[[ה'] ב[[ה'] ב[[ה'], ב[[ה'], ב[[ה'], ב[[ה'], ב[[ה'], ב[[ה'], ב[[ה'], ב[[ה'] ב[[ה'] ב[[ה[[ה[[ה'[ה'[

לדוגמה, Inconel 718, מים מ 980 ° C ואחריו ההזדקנות ב 720 ° C/621 ° C (גיל שני צעדים) בדרך כלל מניב קשיחות של 44-48 HRC, בעוד אוויר קריר מייצר 38-42 HRC. ההבדל הוא משמעותי עבור יישומים הדורשים כוח גבוה בטמפרטורות גבוהות.

רגישות ל-Alloys שונים

לא כל superalloys ניקל להגיב באותה מידה כדי quenching. Alloys עם שברירי נפח גבוהה ⁇ (למשל, רנה 88, N18) הם רגישים יותר כי אפילו lags קלים בקירור יכול לגרום coarse ⁇ כדי ליצור.conversely, רזולוציה מוצק-Strthened ⁇ s כמו Hastelloy X, אשר יש מעט ⁇ , הם פחות מושפע על ידי שיעור נצנצ'י.

חשוב גם הוא שיעור קירור קריטי - השיעור המינימלי הדרוש כדי למנוע כל שינוי בשלב במהלך קירור. שיעור זה משתנה באופן נרחב: עבור Inconel 718 זה הוא בערך 10 מעלות צלזיוס /s, בעוד עבור סגסוגת יחיד-קריסטל מתקדם זה עשוי לעלות על 100 מעלות צלזיוס /s.הבנת תזמון הזמן של ⁇ (TT) דיאגרמת חיוני עבור תהליך קונצ'י.

מחיקת הרדידות עם נכסים אחרים

בעוד quenching יכול למקסם את הקשידות, גישה קשיחה טהורה מונחת לעתים רחוקות אופטימלית עבור רכיבים עתירי זמן גבוהים. תכונות אחרות כגון דוקטרקטיות, קשיחות, עמידות חולפת, ויציבות תרמית יש לשקול.

דוקטריות ואומץ

ככל שהקשות עולה, דקטינות וקשידות שבורות בדרך כלל יורדת.קציר מים מהיר מאוד יכול לגרום להפחתה של כוח המשיכה וההשפעה עקב צפיפות גבוהה של מקורות פירוק ולחצים חיים.עבור רכיבים שצריכים לעמוד בעומס מחזורי או השפעה (למשל, טורבינות דיסק), מעט איטי יותר (שמן או גז) עשוי להיות מועדים לשמר את הקשודות.

לאחר ניקוי או overaging יכול לשחזר כמה דיקטטורות, אבל עלות של קשיחות.האיזון האופטימלי הוא סגסוגת ספציפית ולעתים קרובות נקבע באמצעות בדיקות קפדניות.

מתחים וסוגים

quenching מהיר מציג ⁇ תרמיים תלולים. בחלקים גדולים, משטח חוזים מהר יותר מההלב, משאיר את פני השטח במתח ואת הליבה בדחיסה.אם הלחץ העשש עולה על כוח התשואות בכל נקודה במהלך קירור, עיוות פלסטי מתרחש, המוביל עיוות או סדקים quench quench סדקים. גיאוגרפיmetries עם קטעים דקים, חורים, או פינות חדות הם פגיעים במיוחד.

כדי להפחית את הבעיות האלה, מטפלים בחום עשויים להשתמש בתקשורת איטית יותר, להגדיל את הטמפרטורה הquench, או להשתמש בטכניקות כמו עיצוב חם או מתח-relief annealing לאחר quenching. בחלקים קריטיים של חלל, quenching מבוצע לעתים קרובות במתקנים מיוחדים כי אימון שינויים ממדיים.

סיקור: Creep Resistance and High-Temperature Performance

הרדיות בטמפרטורת החדר אינה מתורגמת ישירות לעוצמה המצמררת בטמפרטורות גבוהות.התנגדות קריפ תלויה ביציבות של ה- ⁇ precipitate בטמפרטורות שירות (650-1100°C) התפלגות ⁇ דק מאוד מציר מהיר יכול לקרוס במהירות בטמפרטורות גבוהות, המוביל לירידה בחיים מצמררים.

בנוסף, רשת פירוק המושרה על ידי quench יכול גם לעכב או לקדם את עיוות המצמרן בהתאם צפיפותו והפצה שלו. כמה Superalloys מתקדמים מתוכננים עם מחזור "quench and Age" המייצר מבנה טרום-תייבש היררכי (primary, משני, tertiary ⁇ ) כדי לייעל את הכוח וההתנגדות.

שיטות עבודה תעשייתיות עבור ניקל Superalloys

בייצור, מחזור הסימון נשלט בקפידה כדי לענות על מפרטים ספציפיים חומרים (למשל, AMS, ASTM).

1. (ב) ויקרא י"ד: ויקרא י"ד): "התחיל מעל למל" (בראשית כ"ד).
2. (ב) ,0) ,Soakingph1 (החזקה בטמפרטורה כדי להבטיח את ההוגנזה מלאה (זמן תלוי בגודל של חלק; בדרך כלל 1-4 שעות).
3. (FLT:0)TransferigFLT:1) - העברת החלק מן הכבשה אל המדיום הקוקז במהירות האפשרית כדי למנוע ירידה בטמפרטורה.
4. (ב) ⁇ :0) ,QuenchingFLT:1 - אימרון או גז לזרום עם זעזוע מבוקר.
5. (FLT:0) InspectionofFLT:1 - בדיקות ממדיות ובדיקות שאינן הרסניות (למשל, בדיקת עיפרון פלואורנסנט) כדי לזהות סדקים מקוצצים.

פרונסיות Vacuum נפוצים עבור חלקים ניקל באיכות גבוהה כדי למנוע חמצון.Invastquenching, החלקים קרירים על ידי גז אינרט (ארגון או חנקן) בלחץ גבוה (2–20) את קצב הקירור ניתן להתאים על ידי לחץ גז משתנה וזרימה. Vacuum גז quenching הוא איטי יותר מאשר שמן אבל מציע קירור אחיד משטח נקי.

מקרה מחקר: רצף של Inconel 718 עבור דיסקים Turbine

Inconel 718, Superalloy מבוסס ניקל ברזל, משמש נרחב עבור דיסקים טורבינות.טיפול חום סטנדרטי שלה כרוך פתרון טיפול ב 980 ° C, שמן מהיר quenching, אז גיל שני שלבים: 720 ° C עבור 8 שעות ואחריו 621 מעלות צלזיוס עבור 8 שעות (שני האוויר קריר) שמן מספק שיעור קירור של כ 60 מעלות / C, אשר מספיק כדי לשמור על C עד 45 מעלות צלזיוס) ו-N) כדי ⁇ (אוב, וכתוצאה מכך, 000 גדול יותר של ⁇ ⁇ ) עבור 8 שעות (שניים) ו-N) עבור 8.

אם קצב הסימון איטי מדי (למשל, קירור אוויר), הקשידות טיפות עד 38-42 HRC, ואת תכונות הטמפרטורות גבוהות של ⁇ מחלחלות. הפוך, מים quenching (300 מעלות צלזיוס /s) יכול להגדיל את הקשידות ל 50 HRC אבל מציג סיכון של סדקים, במיוחד בדיסקים גדולים.

לקריאה נוספת על טיפול בחום 718, מתייחס ל-FLT:0 (הכולל של מתיטב 718 דף ראשיFLT:1 ו-FLT:2TMS מאמר על טיפול חום העל-סגול 3FLT).

טכניקות מתקדמות

ההתפתחויות האחרונות התמקדו בשיפור השליטה על quenching כדי להשיג מבנים מיקרו מותאמים עם עיוות מינימלי.

שלב קוויץ ו Austempering

שלב הנקה כרוך קירור לטמפרטורה בינונית (רק מעל גבה של היווצרות מרטן, או בתוך טווח טמפרטורה שבו diffusion מותר) והחזקת זמן קצר לפני קירור סופי.זה יכול לחדד מבנה דגנים לייצר הפצה דו-ממדית לפני הספירה לאחור. בחלק מעמודי העל ניקל, הצפיות צעד הוכח כדי לשפר את כוח המשיכה תוך שמירה על טוב.

לחץ ודי קונצ'ינג

עבור קטעים דקים, צניחה לעיתונות משתמשת בעיתונות מכנית כדי להחזיק את החלק במות בעוד קרירה מתפשטת. שיטה זו ממזערת עיוות ומשמשת עבור ארמונות טורבינות דקים.

מיטת פשפשפשים

מיטות פלוגות של אלומיניום או חלקיקי סיליקה לספק שיעורי חום גבוהים מאוד אחיד, דומים למים, אבל עם פחות סיכון של סדקים בשל היעדר היווצרות סרט אדפור.טכניקה זו מתפתחת עבור ⁇ ביצועים גבוהים.

מסקנות והמלצות מעשיות

קונצ'ינג הוא צעד מרכזי בטיפול החום של superalloys ניקל.זה שולט על העל של הממטריקס, ריכוז ריקות, ואת המדינה הראשונית עבור ההזדקנות הבאה.הבחירה של בינוני quenching - מים, שמן, פולימר או גז - חייב להיעשות עם שיקול זהיר של הסגסוגת, חלק גיאומטריה, איזון היעד.

כדי לסכם את הבקשות המרכזיות:

• שאילתות מגבירות את הפוטנציאל להזדקנות קשה על ידי לכידת solute ו vacancies.הכיפה המעשית המהירה ביותר היא בדרך כלל הטובה ביותר למקסימום קשיחות, בתנאי עיוות וסדקים נשלטים.
• המיקרו-מבנה לאחר הסינון מורכב ממטריקס austenitic בעל מבנה תת-מיקום אפשרי. Suppression of TCP הוא יתרון גדול.
• הרדוּת לבדה אינה המטרה הסופית; הדוקטרינה, הקשיות, ההתנגדות המצוקה לעתים קרובות דורשים quench איטי יותר או מחזור ההזדקנות משתנה.
• תרגול תעשייתי מסתמך על ניסיון ומפרטים; כלי סימולציה (ניתוח אלמנט בסיסי של שדות תרמיים ומתח) משמשים יותר ויותר לייעל תהליכים quench.

עבור מהנדסים ומתכתלוורגיסטים, הבנת התגובה המפחידה של ⁇ ם הספציפית היא ראשית. A (FLT:0solid Foundation in Stageטרנספורמציות ו-NicsFLT:1 הוא חיוני.בנוסף, ייעוץ עם מומחי טיפול חום ופניית לסטנדרטים מבוססים (למשל, AMS 2750 עבור pyrometry, AMS 2774 לטיפול בחום של superalls) להבטיח תוצאות עקביות.

בעולם התובעני של ⁇ עתיריות גבוהות, הצעד הקוקשן אינו יכול להיות לאחר מחשבה.זה משתנה כמו קריטי כמו הרכב וטמפרטורת ההזדקנות, וכאשר נשלט כראוי, הוא פותח את מלוא הפוטנציאל של superalloys ניקל לדור הבא של אווירוקל ומכונה תעשייתית.