Вы чуеце "Inconel 718" і адразу ж думаеце, што "цяжкі матэрыял для гарачых секцый" - дэталі рэактыўных рухавікоў, дыскі турбіны і да таго падобнае. Гэта праўда, але тут таксама пачынаецца звычайная пастка. Людзі бачаць высокія лічбы трываласці на расцяжэнне і паўзучасці пры 700°C і мяркуюць, што гэта проста больш цвёрдая версія нержавеючай сталі 316. Гэта не так. Сапраўдная праблема заключаецца не толькі ў яго сіле; гэта тое, як гэтая сіла паводзіць сябе, калі вы спрабуеце нешта зрабіць з яе. Гісторыя механічнай апрацоўкі і пост-апрацоўкі - гэта тое, дзе пішацца рэальны вопыт.
Апрацоўчая шліфоўка - літаральна
Пагаворым аб рэжучых інструментах. Рана мы даведаліся на сваім цяжкім шляху, што абыходжанне з ім як з тэрмаўстойлівай сталлю - гэта хуткі шлях да сапсаваных уставак і дэталяў. Праца загартоўка цяжкая. Калі ваш інструмент не востры, або калі вы затрымаецеся нават крыху, вы больш не рэжаце - вы апрацоўваеце паверхню халоднай апрацоўкай у нешта яшчэ больш цвёрдае. Мы прагледзелі некалькі марак цвёрдых сплаваў з пакрыццём, перш чым спыніцца на вельмі спецыфічнай марцы з вострай, паліраванай геаметрыяй краю. Нават у гэтым выпадку вы глядзіце на хуткасці, магчыма, на 20% ад той, якую вы б працавалі на сталі. Гэта павольны, дарагі працэс выдалення, і астуджальная вадкасць не з'яўляецца абавязковай; гэта найважнейшы інструмент кіравання цяплом для прадухілення занадта высокай тэмпературы самой нарыхтоўкі і пагаршэння зацвярдзення.
Я памятаю партыю корпусаў клапанаў, з якіх мы рабілі Инконель 718 барны запас. Друк патрабаваў тонкай аздаблення паверхні некаторых унутраных адтулін. Мы атрымалі ідэальныя памеры, але аздабленне было крупчастым, амаль ірваным. пытанне? Прагін інструмента. Нават пры цвёрдай устаноўцы сілы рэзання былі дастаткова высокімі, каб выклікаць дробны балбатня. Нам прыйшлося вярнуцца, перарабіць шлях інструмента, каб зрабіць яшчэ больш лёгкія фінішныя праходы, і перайсці на спецыялізаваную ўстаўку шклоачышчальніка. Гэта дадало гадзіны да часу цыкла, але гэта або частка, якая не герметызуецца належным чынам. Гэта схаваныя выдаткі - час на праектаванне і наладжванне працэсу, якія не адлюстроўваюцца ў цане сыравіны за кілаграм.
Свідраванне і нарэзка - гэта іх асаблівае пекла. Эвакуацыя чыпаў - гэта цар. Гэтая цягучая цвёрдая стружка абгарнецца вакол свердзела і адломіць яго ў момант сэрцабіцця, калі вы не будзеце агрэсіўна дзяўбці і выкарыстоўваць астуджальную вадкасць пад высокім ціскам праз інструмент. Для разьбы мы амаль заўсёды выбіраем метчыкі са спіральным канаўком і свердзелы для метчыкаў вялікіх памераў. Спроба ўрэзаць нітку на 50%. Инконель 718 просіць зламаны кран, закапаны глыбока ў вельмі дарагой частцы. Вы вучыцеся даваць матэрыяльнаму месца.
Складанасці кастынгу - не проста "Налі і ідзі".
Пераход ад механічнай апрацоўкі да стварэння амаль чыстай формы з дапамогай ліцця па выплавляемым мадэлям - гэта наша асноўная гульня ў Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY). Маючы больш за тры дзесяцігоддзі працы па ліцці па выплавляемым мадэлям, мы прапусцілі шмат нікелевых сплаваў праз ліцейны завод. Инконель 718 з'яўляецца асноўным, але патрабавальным. Адна рэч - высокая тэмпература плаўлення сплаву; кантраляваць яго зацвярдзенне, каб пазбегнуць вяснушак, сегрэгацыі і гарачых разрываў - гэта зусім іншая гульня.
Канструкцыя варот і пад'ёму для маркі 718 больш важная, чым для многіх сталей. Вам патрэбна вельмі накіраванае зацвярдзенне, каб належным чынам забяспечыць масіўную ўсаджванне. Калі цеплавыя градыенты няправільныя, вы атрымаеце мікрасітаватасць у тоўстых частках або разрывы паверхні каля пераходаў ад тонкай да тоўстай. У нас дэталі выходзілі з корпуса бездакорна, толькі на рэнтгенаўскім здымку або ультрафіялету выявілі воблака тонкай сітаватасці ў ступіцах. Гэта поўная страта. Гэта вымусіла цалкам перагледзець нашу тэмпературу залівання і пратакол папярэдняга нагрэву формы для гэтай канкрэтнай геаметрыі. Часам выпраўленне неразумна - крыху меншы перагрэў сапраўды можа паменшыць турбулентнасць і палепшыць трываласць, нават калі вы працуеце бліжэй да ліквідусу сплаву.
Тады ёсць адліваная структура. Вы не можаце выкарыстоўваць яго як ёсць. Уласцівая дэндрытная структура і верагодная прысутнасць фазы Лавеса (крохкія інтэрметаліды, багатыя ніобіем) азначаюць, што дэталь мае дрэнныя механічныя ўласцівасці адразу з формы. Гэта важны момант, які многія пакупнікі прапускаюць: літой кампанент 718 толькі напалову гатовы. Ён абавязкова павінен прайсці тэрмічную апрацоўку гамагенізацыі - працяглае вытрымліванне, звычайна вышэй за 1100 °C - для растварэння гэтых шкодных фаз назад у матрыцу. Прапусціце гэта, і дэталь заўчасна выйдзе з ладу пад нагрузкай, незалежна ад таго, наколькі добра выглядае адліўка.
Танец цеплавой апрацоўкі – уся справа ў паслядоўнасці
Гэта сэрца атрымання Инконель 718 выконваць. Стандартная працэдура вытрымкі (720°C на працягу 8 гадзін, астуджэнне печы да 620°C, вытрымка на працягу 8 гадзін, астуджэнне на паветры) добра задакументавана. Але паслядоўнасць адносна іншых аперацый - гэта ўсё. Апрацаваную дэталь з каванага матэрыялу звычайна апрацоўваюць у отожженном (мякчэйшым) стане, а затым вытрымліваюць. Гучыць проста.
Але для акцёрскай ролі гэта больш складана. Як ужо згадвалася, спачатку вы гамагенізуеце. Затым вы можаце выканаць цыкл гарачага ізастатычнага прэсавання (HIP), каб закрыць любую рэшткавую мікрасітаватасць. Ключавое пытанне: вы робіце HIP да або пасля лячэння растворам? Ідуць дэбаты. Мы зрабілі гэта абодвума спосабамі. HIPping пасля тэрмічнай апрацоўкі subsolvus можа быць эфектыўным, але вы павінны быць вельмі асцярожнымі з тэмпературай, каб пазбегнуць росту збожжа. Зараз мы звычайна аддаем перавагу HIP у адлітым + гамагенізаваным стане, затым прыступаем да поўнай тэрмічнай апрацоўкі. Гэта дадае кошту, але дадзеныя паказваюць лепшыя і больш стабільныя ўласцівасці стомленасці, што часта з'яўляецца крытычнай характарыстыкай для верціцца частак.
Яшчэ адзін нюанс: зняцце стрэсу. Калі вы выконваеце значную апрацоўку пасля старэння (чаго вы стараецеся пазбягаць, але часам не можаце), пасля гэтага вам спатрэбіцца нізкатэмпературнае зняцце напружання. Вы не можаце падняцца высока, інакш вы састарэеце матэрыял. Гэта пастаянны баланс паміж стабільнасцю памераў і захаваннем гамы падвойных простых ападкаў, якія надаюць 718 яго трываласць.
Зварка і рамонт - дзейнічайце вельмі асцярожна
Часам адліўка мае павярхоўны дэфект, які, як мяркуецца, можна выправіць, або апрацаваная дэталь мае патрэбу ў зварным шве. З 718 гэта аперацыя высокай рызыкі. Сплаў схільны да парэпання з-за ўзросту ў зоне тэрмічнага ўздзеяння (ЗТВ) пасля зваркі, асабліва калі ён знаходзіцца ў састарэлым стане. Тэрмічны цыкл зваркі стварае напружанне, а наступная апрацоўка старэння (калі прымяняецца) можа выклікаць расколіны, калі ЗТВ спрабуе паўторна выпадаць у асадак.
Стандартнай практыкай з'яўляецца зварка ў отожженном стане, пасля чаго ўвесь вузел праходзіць поўны цыкл загартоўкі. Але нават у гэтым выпадку поспех не гарантаваны. Некалькі гадоў таму мы спрабавалі адрамантаваць вялікі корпус турбіны. Сачыў за кнігай: адпал перад зваркай, выкарыстоўваўся прысадкавы дрот ERNiFeCr-2 (у асноўным склад 718), кантраляваная тэмпература паміж праходамі. Пасля зваркі выглядала ідэальна. Аднак пасля цыкла старэння пранікальная праверка выявіла сетку дробных расколін у ЗТВ. Частка была барахлом. Выснова заключалася ў тым, што маса адліўкі стварала такое жорсткае абмежаванне, што рэшткавыя напружанні ад зваркі былі проста занадта высокімі, нават пасля поўнага паўторнага старэння. Цяпер наша палітыка заключаецца ў тым, каб пазбягаць зваркі ва ўзросце 718, калі гэта магчыма. Цана няўдачы занадта высокая. Калі канструкцыя патрабуе зваркі, лепш выкарыстоўваць больш зварвальны варыянт, напрыклад 625, для гэтай канкрэтнай вузла.
Пошук і ланцуг паставак у рэальным свеце
Не ўсе Инконель 718 ствараецца роўным. У спецыфікацыях розных заводаў і ліцейных заводаў можа быць сказана, што яны адпавядаюць AMS 5662 або 5663, але д'ябал у практыцы плаўлення. Матэрыял VIM-VAR (вакуумны індукцыйны расплаў з наступным вакуумна-дугавым пераплаўленнем) з'яўляецца залатым стандартам для аэракасмічных верціцца частак, таму што ён мінімізуе ўключэнні і забяспечвае аднастайную дробназярністую структуру. Для многіх статычных адліваных кампанентаў можа быць дастаткова аднаго плаўлення VIM, але вам трэба ведаць крытычнасць прымянення.
Тут важны кантроль працэсу з боку партнёра. У QSY наш акцэнт на ліцці па выплавляемым мадэлям і апрацоўцы з ЧПУ такіх матэрыялаў азначае, што мы не проста купляем пракатны матэрыял; мы кантралюем хімічны склад расплаву ў нашай уласнай ліцейнай вытворчасці для адлівак або строга сертыфікуем нашых пастаўшчыкоў пруткоў. Вы адчуваеце, што справаздачы аб расплаўленні паказваюць на чыстае цяпло. Вы шукаеце нізкае ўтрыманне серы, кантраляваныя ўзроўні магнію або цэрыя для кантролю формы сульфіду. Менавіта гэтыя непрывабныя дэталі вызначаюць, ці пройдзе партыя дэталяў ультрагукавы кантроль, ці адна не пройдзе тэст на стомленасць з вялікім цыклам.
Нарэшце, ёсць эканамічная рэальнасць. 718 каштуе дорага. Змест ніёбія клапоціцца пра гэта. Такім чынам, кожная канструкцыя з яго выкарыстаннем павінна быць апраўдана сапраўднай патрэбай у яго трываласці пры тэмпературы 650°C+ і ўстойлівасці да карозіі. Мы часта кансультуемся з кліентамі на этапе праектавання. Часам пераход на сплаў 625 для лепшай зварваемасці або ўстойлівасці да карозіі, або нават на высакаякасную нержавеючую сталь для прымянення пры больш нізкіх тэмпературах, можа зэканоміць значныя выдаткі і галаўны боль пры вытворчасці без шкоды для функцыі. Знак вопыту - гэта не толькі ўменне працаваць Инконель 718; гэта ведаць, калі вам гэта сапраўды трэба.
