સારાંશ: Inconel 718 ઇન્વેસ્ટમેન્ટ કાસ્ટિંગ પડકારો માટે તકનીકી માર્ગદર્શિકા, જેમાં હોટ ક્રેકીંગ અને મશીનિંગનો સમાવેશ થાય છે અને ખરીદદારોએ સપ્લાયરમાં શું તપાસવું જોઈએ.
Inconel 718 એ સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા નિકલ-આધારિત સુપરએલોય્સમાંનું એક છે. તે આશરે 700 ° સે સુધીના તાપમાને ઉચ્ચ શક્તિ, સળવળાટ પ્રતિકાર અને થાક જીવન જાળવી રાખે છે.
આ ગુણધર્મો તેને એરોસ્પેસ એન્જિનના ઘટકો, ગેસ ટર્બાઇન અને તેલ અને ગેસ સાધનો માટે પ્રમાણભૂત પસંદગી બનાવે છે.
જો કે, તે જ લાક્ષણિકતાઓ કે જે Inconel 718 ને ઇચ્છનીય બનાવે છે તે પણ તેને કાસ્ટ અને મશીનને ખૂબ જ મુશ્કેલ બનાવે છે.
જ્યારે સોર્સિંગ Inconel 718 રોકાણ કાસ્ટિંગ ઘટકો, ખરીદદારો ઘણીવાર શોધે છે કે દરેક ફાઉન્ડ્રી સાઉન્ડ કાસ્ટિંગ પહોંચાડી શકતી નથી.
આ મુશ્કેલીઓના ધાતુશાસ્ત્રના મૂળને સમજવું એ પ્રમાણપત્રોની સૂચિની વિનંતી કરતાં વધુ ઉપયોગી છે.
પ્રમાણપત્રો દર્શાવે છે કે સુવિધાએ ઓડિટ પાસ કર્યું છે, એવું નથી કે તેનું પ્રક્રિયા નિયંત્રણ આ વિશિષ્ટ એલોયને સંચાલિત કરવામાં સક્ષમ છે.
શા માટે Inconel 718 રોકાણ કાસ્ટિંગ માટે પડકારરૂપ છે
ઇન્કોનલ 718 માટે ઇન્વેસ્ટમેન્ટ કાસ્ટિંગ સારી રીતે અનુકૂળ છે કારણ કે તે જટિલ, નેટ-નેટ આકારનું ઉત્પાદન કરી શકે છે અને મશીનિંગ દ્વારા દૂર કરવામાં આવેલા ખર્ચાળ સુપરએલોયની માત્રાને ઘટાડી શકે છે.
પરંતુ કાસ્ટિંગની અંતર્ગત નક્કરતા પ્રક્રિયા બે પ્રાથમિક ખામીના જોખમો રજૂ કરે છે.
હોટ ક્રેકીંગનું જોખમ (લેવ્સ ફેઝ)
Inconel 718 માં નિઓબિયમ (Nb) છે. ઘનકરણના અંતિમ તબક્કા દરમિયાન, અવશેષ પ્રવાહી Nb, સિલિકોન અને અન્ય તત્વોમાં સમૃદ્ધ બને છે, જે લેવસ તબક્કાની રચનાને પ્રોત્સાહન આપે છે.
સંશોધન સૂચવે છે કે 0.14-0.35 wt% જેટલા નીચા લેવ્સ તબક્કાના સ્તરો પણ ગરમ નરમતા અને તણાવ ભંગાણ ગુણધર્મો માટે હાનિકારક હોઈ શકે છે.
લેવસ તબક્કાની હાજરી અસરકારક ઠંડકની શ્રેણીને વિસ્તૃત કરે છે, જે અંતમાં ઘનતામાં સંકોચનના તાણને સમાવવા માટે પર્યાપ્ત નમ્રતા વિના ઇન્ટરડેન્ડ્રીટિક પ્રદેશોને છોડી દે છે.
થર્મલી તાણવાળી સ્થિતિમાં, આ ગરમ ફાટી તરફ દોરી જાય છે.
Laves તબક્કાને નિયંત્રિત કરવા માટે ઠંડક દર એ પ્રાથમિક ચલ છે. ધીમી ઠંડક વધુ નિયોબિયમને અલગ કરવાની મંજૂરી આપે છે અને ઓરડાના તાપમાને અવશેષ લેવ્સ તબક્કાને જાળવી રાખવાની સંભાવના વધારે છે; ઝડપી ઠંડક તેની રચનાને આંશિક રીતે દબાવી શકે છે.
પરિણામે, શેલ પ્રીહિટ તાપમાન, રેડતા તાપમાન અને ઠંડકના સમયપત્રકને નિયંત્રિત કરવાની ફાઉન્ડ્રીની ક્ષમતા ગરમ તિરાડોને રોકવામાં તેની સફળતાને સીધી રીતે સૂચવે છે.
સંકોચન અને આંતરિક છિદ્રાળુતા
Inconel 718 નું સંકોચન વર્તન પ્રક્રિયા વિન્ડો માટે અત્યંત સંવેદનશીલ છે. ટર્બાઇન બ્લેડ કાસ્ટિંગ પરના સિમ્યુલેશન અભ્યાસો દર્શાવે છે કે જ્યારે ઘાટનો રહેવાનો સમય 0 s થી 420 s સુધી વધે છે, ત્યારે શેલનું તાપમાન 1000 °C થી 860 ° સે સુધી ઘટી જાય છે, અને કુલ સંકોચન વોલ્યુમ અને આવર્તન અનુરૂપ રીતે વધે છે.
આનો અર્થ એ છે કે જો રેડતા પહેલા થર્મલ મેનેજમેન્ટ ડિઝાઇન કરેલી વિંડોમાંથી વિચલિત થાય છે, તો આંતરિક છિદ્રાળુતા નોંધપાત્ર રીતે વધશે.
ઇનકોનલ 718 કાસ્ટિંગમાં આંતરિક છિદ્રાળુતા એ દુર્લભ વિસંગતતા નથી પરંતુ અપૂરતી પ્રક્રિયા નિયંત્રણના પરિણામે સામાન્ય નિષ્ફળતા મોડ છે.
લોડ-બેરિંગ અથવા થાક-નિર્ણાયક ભાગો માટે, હોટ આઇસોસ્ટેટિક પ્રેસિંગ (HIP) પછી પણ, માઇક્રો-સંકોચન હજુ પણ થાકનું જીવન ટૂંકું કરી શકે છે.
તેથી, સંકોચનના જોખમને ગેટીંગ સિસ્ટમ ડિઝાઇન અને નક્કરતા સિમ્યુલેશન તબક્કાઓમાંથી સંબોધિત કરવું આવશ્યક છે.
પોસ્ટ-કાસ્ટિંગ પડકારો: મશીનિંગ ઇનકોનલ 718
સાઉન્ડ કાસ્ટિંગ પણ નોંધપાત્ર મશીનિંગ મુશ્કેલીઓ રજૂ કરે છે. ઇન્કોનેલ 718 ઓછી થર્મલ વાહકતા ધરાવે છે, જે ટૂલની કિનારી નજીક કટીંગ હીટને કેન્દ્રિત કરે છે, જ્યારે તેની ઓસ્ટેનિટીક માળખું કટીંગ સ્ટ્રેસ હેઠળ ઝડપથી કામ સખ્તાઇનું કારણ બને છે.
આ વર્ક-કઠણ સ્તર ફ્લૅન્ક વસ્ત્રોને વેગ આપે છે, એક ચક્ર બનાવે છે જ્યાં કાપવાથી સામગ્રી સખત બને છે, જે બદલામાં સાધનને ઝડપથી પહેરે છે.
કટીંગ પેરામીટર્સ માટે, અનકોટેડ કાર્બાઇડ ટૂલ્સ 10-30 મીટર/મિનિટની રેન્જમાં સારું પ્રદર્શન કરે છે; 40 મીટર/મિનિટથી ઉપરની ઝડપ માટે, કોટેડ કાર્બાઇડ ઇન્સર્ટ વધુ યોગ્ય છે.
આ સ્પીડ રેન્જ એલ્યુમિનિયમ અથવા સ્ટાન્ડર્ડ સ્ટીલ માટેના પરંપરાગત પરિમાણો કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછી છે, એટલે કે મશીનિંગનો સમય અને ઈન્કોનેલ 718 માટે ટૂલિંગ ખર્ચ સ્વાભાવિક રીતે વધારે છે.
પ્રાપ્તિના પરિપ્રેક્ષ્યમાં, આ એક નિર્ણાયક સપ્લાયર મૂલ્યાંકન બિંદુને વધારે છે: ઇન-હાઉસ મશીનિંગ ક્ષમતાઓ સાથે ફાઉન્ડ્રી સામાન્ય રીતે માત્ર કાસ્ટ અને આઉટસોર્સ મશીનિંગ કરતાં વધુ ફાયદો હોય છે.
Inconel 718 ની વર્ક-કઠણ વર્તણૂક કટીંગ પેરામીટર્સ, ટૂલ પાથ અને ફિક્સ્ચર કઠોરતાના સંકલિત ઑપ્ટિમાઇઝેશનની માંગ કરે છે.
જો ફાઉન્ડ્રી કાસ્ટિંગ સહિષ્ણુતા અને મશીનિંગ ભથ્થાં બંનેને નિયંત્રિત કરે છે, તો તે કાસ્ટિંગ દરમિયાન વધુ યોગ્ય પરિસ્થિતિઓનો ઉલ્લેખ કરી શકે છે, જે અયોગ્ય ભથ્થાંને કારણે અસાધારણ ટૂલ વસ્ત્રો અથવા સપાટીની અખંડિતતાને નુકસાનનું જોખમ ઘટાડે છે.
Inconel 718 ફાઉન્ડ્રીનું મૂલ્યાંકન કેવી રીતે કરવું
Inconel 718 કાસ્ટિંગ માટે સપ્લાયર્સનું મૂલ્યાંકન કરતી વખતે, પ્રમાણપત્રો એક થ્રેશોલ્ડ છે, પૂરતી શરત નથી.
નીચેની ક્ષમતાઓ વધુ સૂચક છે કે શું સુવિધા ખરેખર આ એલોયને નિયંત્રિત કરે છે.
1. ગલન અને રેડતા વાતાવરણનું નિયંત્રણ. Inconel 718 ઓક્સિજન, નાઇટ્રોજન અને હાઇડ્રોજન પ્રત્યે સંવેદનશીલ છે, જેને ગલન અને રેડતા સમયે યોગ્ય રક્ષણની જરૂર છે.
વેક્યૂમ ઇન્ડક્શન મેલ્ટિંગ (VIM) જ્યાં લાગુ હોય ત્યાં ઓક્સિડેશન અને ગેસ પિકઅપને મર્યાદિત કરી શકે છે, પરંતુ તમામ Inconel 718 કાસ્ટિંગને VIM ની જરૂર નથી. પ્રક્રિયા રૂટ ભાગ સ્પષ્ટીકરણો અને લાગુ ધોરણો સામે પુષ્ટિ થયેલ હોવી જોઈએ.
2. હીટ ટ્રીટમેન્ટ કંટ્રોલ. Inconel 718 ની જેમ-કાસ્ટ કઠિનતા અંતિમ સેવા પ્રદર્શનનું પ્રતિનિધિત્વ કરતી નથી.
ઉદ્યોગસાહિત્યમાં સામાન્ય રીતે ઉલ્લેખિત હીટ ટ્રીટમેન્ટ રૂટમાં આશરે 980°C પર સોલ્યુશન ટ્રીટમેન્ટનો સમાવેશ થાય છે, ત્યારબાદ ઝડપી ઠંડક, 8 કલાક માટે 720°C પર પ્રથમ વૃદ્ધત્વ, બીજા 8-કલાકના વૃદ્ધત્વ માટે ભઠ્ઠી 620°C પર ઠંડક અને હવા ઠંડકનો સમાવેશ થાય છે.
આ બે-તબક્કાની વૃદ્ધત્વ એલોયની મજબૂતાઈ માટે જવાબદાર γ″ મજબૂતીકરણના તબક્કાને અટકાવે છે.
જો સપ્લાયર પાસે નિયંત્રિત ભઠ્ઠીઓ અને શોધી શકાય તેવા તાપમાન વણાંકોનો અભાવ હોય, તો કાસ્ટિંગ ધાતુશાસ્ત્રના ગુણવત્તાના ધોરણોને પૂર્ણ કરી શકે છે પરંતુ યાંત્રિક મિલકતની આવશ્યકતાઓને નિષ્ફળ કરી શકે છે.
3. બિન-વિનાશક પરીક્ષણ (NDT) નો અવકાશ. Inconel 718 ની આંતરિક સંકોચન અને ગરમ ક્રેકીંગ વૃત્તિઓનો અર્થ છે કે NDT માત્ર દ્રશ્ય નિરીક્ષણ પર આધાર રાખી શકતું નથી.
એક્સ-રે રેડિયોગ્રાફી આંતરિક સંકોચન અને તિરાડો શોધી કાઢે છે, ફ્લોરોસન્ટ પેનિટ્રન્ટ ઇન્સ્પેક્શન (FPI) સપાટીને તોડવાની ખામીઓને ઓળખે છે, અને અલ્ટ્રાસોનિક પરીક્ષણ નજીકની સપાટી અથવા આંતરિક મૂલ્યાંકનને પૂરક બનાવી શકે છે.
NDT ઇન-હાઉસ અથવા આઉટસોર્સ કરવામાં આવે છે કે કેમ અને સ્વીકૃતિ માપદંડ ભાગની અરજી સાથે મેળ ખાય છે કે કેમ તેની પુષ્ટિ કરો.
4. સામગ્રીની શોધક્ષમતા અને બેચ સુસંગતતા. દરેક Inconel 718 ગરમીની રાસાયણિક રચના-ખાસ કરીને Nb, Si, અને C સ્તરો-અને તેનો ઠંડકનો ઇતિહાસ લેવસ તબક્કાની રચનાની વૃત્તિને પ્રભાવિત કરે છે.
હીટ-નંબર-લેવલ મેલ્ટિંગ રેકોર્ડ્સ, હીટ ટ્રીટમેન્ટ લૉગ્સ અને NDT રિપોર્ટ્સની આવશ્યકતા એ સપ્લાયરનું પ્રક્રિયા નિયંત્રણ વ્યવસ્થિત છે કે કેમ તે મૂલ્યાંકન કરવાનો સીધો માર્ગ છે.
5. કાસ્ટિંગ-ટુ-મશીનિંગ એકીકરણ. નોંધ્યું છે તેમ, Inconel 718 નું વર્ક હાર્ડનિંગ કાસ્ટિંગ અને મશીનિંગ વચ્ચેના ઇન્ટરફેસને મહત્વપૂર્ણ બનાવે છે.
જો સપ્લાયર સમગ્ર વર્કફ્લોને ઇન-હાઉસ મેનેજ કરી શકે છે, તો સહિષ્ણુતા ફાળવણી, ભથ્થાની ડિઝાઇન અને ખામી નિવારણ વ્યૂહરચનાઓનું સંકલન સામાન્ય રીતે વધુ કાર્યક્ષમ છે.
જટિલ એલોય માટે મશીનિંગ ક્ષમતાઓના ઉદાહરણો માટે, તમે અમારી ક્ષમતાઓની સમીક્ષા કરી શકો છો.
એપ્લિકેશન-વિશિષ્ટ વિચારણાઓ
Inconel 718 ઇન્વેસ્ટમેન્ટ કાસ્ટિંગ સામાન્ય રીતે બે એપ્લિકેશન કેટેગરીમાં આવે છે.
એરોસ્પેસ એન્જિન અને ગેસ ટર્બાઇન હોટ-સેક્શનના માળખાકીય ઘટકો (જેમ કે કેસીંગ્સ, માઉન્ટિંગ ફ્લેંજ્સ અને કૌંસ) ને આંતરિક છિદ્રાળુતા અને સપાટીની અખંડિતતાના મુદ્દાઓ માટે ખૂબ ઓછી સહનશીલતા સાથે, ઉચ્ચ ચક્ર થાક કામગીરીની જરૂર છે.
તેલ, ગેસ અને ઉર્જા સાધનો વાલ્વ બોડીઝ, પંપના ભાગો અને વેલહેડ ઘટકો જેવા ઘટકો કાટ પ્રતિકાર અને દબાણની અખંડિતતા પર વધુ ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે, જ્યાં ગરમ-ક્રેક-સંવેદનશીલ પરંતુ બિન-થાક-નિર્ણાયક ભાગો માટે ખામી સહનશીલતા વિન્ડો પ્રમાણમાં વિશાળ હોઈ શકે છે.
આનો અર્થ એ નથી કે એક એપ્લિકેશન કાસ્ટ કરવા માટે "સરળ" છે. તેનો અર્થ એ છે કે ભાગના અંતિમ ઉપયોગ સાથે સપ્લાયર મૂલ્યાંકનનો ભાર બદલવો જોઈએ.
નોન-ક્રિટિકલ સ્ટ્રક્ચરલ કાસ્ટિંગ પર સતત ડિલિવરી રેકોર્ડ ધરાવતી ફાઉન્ડ્રી એરોસ્પેસ-ગ્રેડ ઈન્કોનેલ 718 કાસ્ટિંગ માટે જરૂરી પ્રક્રિયા નિયંત્રણ અને દસ્તાવેજીકરણ સિસ્ટમ ધરાવી શકતી નથી.
RFQ તબક્કા દરમિયાન ભાગની અંતિમ અરજી અને લાગુ ધોરણોની સ્પષ્ટતા સપ્લાયરને તેની પ્રક્રિયા ક્ષમતાઓ મેળ ખાય છે કે કેમ તે નિર્ધારિત કરવામાં મદદ કરે છે, ગુણવત્તાનો વિવાદ ઊભો થાય તે પછી જ મેળ ખાતા સ્વીકૃતિ માપદંડની શોધને ટાળીને.
