'인코넬 718'이라는 말을 들으면 즉시 제트 엔진 부품, 터빈 디스크 등 '뜨거운 부분에 사용하기 힘든 재료'를 생각하게 됩니다. 그것은 사실이지만, 일반적인 함정이 시작되는 곳이기도 합니다. 사람들은 700°C에서 높은 인장력과 크리프 수치를 보고 그것이 단지 316 스테인리스의 더 단단한 버전일 뿐이라고 가정합니다. 그렇지 않습니다. 진정한 도전은 그 힘만이 아닙니다. 그것은 당신이 그것으로 무언가를 만들려고 할 때 그 힘이 어떻게 행동하는지입니다. 가공 및 후처리 이야기는 실제 경험이 기록되는 곳입니다.
가공 연삭 - 말 그대로
절단 도구에 대해 이야기합시다. 초기에 우리는 이를 내열강처럼 취급하는 것이 인서트를 손상시키고 부품을 폐기하는 지름길이라는 어려운 방법을 배웠습니다. 작업 경화가 심합니다. 도구가 날카롭지 않거나 조금이라도 머무르면 더 이상 절단할 수 없습니다. 표면을 냉간 가공하여 더욱 단단한 것으로 만드는 것입니다. 우리는 날카롭고 광택이 나는 모서리 형상을 갖춘 매우 특정한 재종을 결정하기 전에 여러 브랜드의 코팅된 초경을 연소했습니다. 그럼에도 불구하고 강철에서 달리는 속도의 20% 정도의 속도를 보고 있습니다. 이는 느리고 비용이 많이 드는 제거 프로세스이며 냉각수는 선택 사항이 아닙니다. 가공물 자체가 과열되어 경화가 악화되는 것을 방지하는 중요한 열 관리 도구입니다.
우리가 가공한 밸브 본체 배치가 기억납니다. 인코넬 718 바 스톡. 인쇄에서는 일부 내부 보어에 미세한 표면 마감이 필요했습니다. 우리는 치수를 완벽하게 얻었지만 마감이 거칠고 거의 찢어졌습니다. 문제? 도구 편향. 견고한 설정에도 불구하고 절단력은 미세한 떨림을 유발할 만큼 높았습니다. 우리는 다시 돌아가 공구 경로를 재설계하여 더욱 가벼운 정삭 가공을 수행하고 특수 와이퍼 인서트로 전환해야 했습니다. 사이클 타임에 몇 시간이 추가됐는데 그게 아니면 제대로 밀봉되지 않는 부분이었죠. 이것이 숨겨진 비용입니다. 킬로당 원재료 가격에는 나타나지 않는 엔지니어링 시간과 프로세스 조정입니다.
드릴링과 태핑은 그 자체로 특별한 지옥입니다. 칩 배출이 왕입니다. 끈끈하고 질긴 칩은 드릴을 감싸고 있으며 공격적으로 쪼아내고 공구를 통해 고압 절삭유를 사용하지 않는 경우 즉시 부러집니다. 나사의 경우 거의 항상 나선형 플루트 탭과 대형 탭 드릴을 지정합니다. 실을 50% 자르려고 합니다 인코넬 718 매우 비싼 부품에 깊숙이 묻혀 있는 깨진 수도꼭지를 요구하고 있습니다. 자료 공간을 제공하는 방법을 배웁니다.
주조의 복잡성 – 단지 붓고 움직이는 것이 아닙니다
가공에서 매몰주조를 통해 거의 정물에 가까운 형상을 만드는 것으로 전환하는 것이 당사의 핵심 게임입니다. 칭다오창센위안과기유한회사(QSY). 쉘 및 인베스트먼트 주조 분야에서 30년 이상 경험을 쌓아온 당사는 주조 공장을 통해 많은 니켈 합금을 사용해 왔습니다. 인코넬 718 필수 사항이지만 까다로운 작업입니다. 합금의 높은 융점은 한 가지입니다. 주근깨, 분리 및 뜨거운 찢어짐을 방지하기 위해 응고를 제어하는 것은 완전히 또 다른 야구입니다.
718의 게이트 및 라이징 설계는 많은 강철보다 더 중요합니다. 대규모 수축을 적절하게 공급하려면 매우 방향성 있는 응고가 필요합니다. 열 구배가 잘못된 경우 두꺼운 부분에 미세 다공성이 발생하거나 얇은 부분에서 두꺼운 부분으로의 전환 근처에서 표면이 찢어집니다. 우리는 X선이나 UT를 통해 허브의 미세 다공성 구름이 드러나는 완벽해 보이는 부품을 껍질에서 꺼냈습니다. 그것은 완전한 손실입니다. 이를 통해 특정 형상에 대한 타설 온도 및 금형 예열 프로토콜을 완전히 검토하게 되었습니다. 때로는 수정이 직관적이지 않을 때도 있습니다. 과열도가 약간 낮으면 합금의 액상선에 더 가깝게 작업하더라도 난류가 줄어들고 건전성이 향상될 수 있습니다.
그런 다음 주조 구조가 있습니다. 그대로 사용할 수는 없습니다. 고유한 수지상 구조와 Laves 상(니오븀이 풍부한 부서지기 쉬운 금속간 화합물)이 존재할 가능성이 있다는 것은 부품이 금형에서 바로 꺼낼 때 기계적 특성이 좋지 않다는 것을 의미합니다. 이것은 많은 구매자가 놓치는 중요한 점입니다. Cast 718 부품은 절반만 완성되었습니다. 유해한 상을 매트릭스에 다시 용해시키기 위해서는 반드시 균질화 열처리(일반적으로 1100°C 이상에서 장시간 담금)를 거쳐야 합니다. 이것을 건너뛰면 주조물이 아무리 좋아도 부품이 스트레스를 받아 조기에 파손됩니다.
열처리 댄스 - 시퀀스에 관한 모든 것
이것이 얻는 마음이다 인코넬 718 수행하다. 표준 노화 처리(8시간 동안 720°C, 620°C로 노 냉각, 8시간 동안 유지, 공기 냉각)는 잘 문서화되어 있습니다. 그러나 다른 작업과 관련된 순서가 전부입니다. 단조품으로 가공된 부품의 경우 일반적으로 어닐링된(부드러운) 상태로 가공한 다음 에이징합니다. 간단하게 들립니다.
그러나 주조 부품의 경우에는 더욱 복잡합니다. 언급했듯이 먼저 균질화합니다. 그런 다음 HIP(열간 등압 성형) 사이클을 수행하여 잔여 미세 기공을 닫을 수 있습니다. 핵심 질문은: 용체화 처리 전 또는 후에 HIP를 합니까? 논쟁이 있습니다. 우리는 두 가지 방법으로 모두 해냈습니다. 서브 솔버스 열처리 후 HIP핑이 효과적일 수 있지만 입자 성장을 방지하려면 온도에 매우 주의해야 합니다. 우리는 일반적으로 주조 + 균질화 조건에서 HIP를 선호하고 전체 열처리 순서를 진행합니다. 비용이 추가되지만 데이터는 종종 회전 부품의 중요한 사양인 더 좋고 일관된 피로 특성을 보여줍니다.
또 하나의 뉘앙스: 스트레스 해소. 노화 후에 중요한 가공을 수행하는 경우(피하려고 노력하지만 때로는 할 수 없는 경우) 나중에 저온 응력 완화가 필요합니다. 높이 올라갈 수 없습니다. 그렇지 않으면 재료가 과도하게 노화됩니다. 718에 강도를 부여하는 것은 치수 안정성과 감마 이중 프라임 침전물 보존 사이의 지속적인 균형입니다.
용접 및 수리 – 극도의 주의를 기울여 진행하십시오.
때로는 주물에 수리할 수 있다고 생각되는 표면적인 결함이 있거나 가공된 부품에 용접 오버레이가 필요한 경우가 있습니다. 718의 경우 이는 위험도가 높은 작업입니다. 합금은 용접 후 열영향부(HAZ)에서 변형 시효 균열이 발생하기 쉽습니다. 특히 노화된 상태인 경우 더욱 그렇습니다. 용접 열 주기로 인해 응력이 발생하고 후속 시효 처리(적용된 경우)로 인해 HAZ가 재석출되면서 균열이 발생할 수 있습니다.
표준 관행은 어닐링된 상태에서 용접한 다음 전체 조립품을 전체 시효 경화 사이클에 거치는 것입니다. 그러나 그때에도 성공이 보장되지는 않습니다. 우리는 몇 년 전에 대형 터빈 하우징 수리를 시도했습니다. 책을 따랐습니다: 사전 용접 어닐링, ERNiFeCr-2 필러 와이어 사용(기본적으로 718 구성), 패스간 온도 제어. 용접 후 완벽 해 보였습니다. 그러나 노화 주기 이후 염료 침투 검사를 통해 HAZ에 미세한 균열 네트워크가 있는 것으로 나타났습니다. 그 부분은 쓰레기였습니다. 결론은 주조물의 질량이 심각한 구속을 만들어 완전히 재시효 후에도 용접으로 인한 잔류 응력이 너무 높다는 것이었습니다. 이제 우리의 정책은 인간이 가능할 때마다 718년생 용접을 피하는 것입니다. 실패의 대가가 너무 높습니다. 설계에 용접이 필요한 경우 해당 특정 하위 어셈블리에 대해 625와 같은 보다 용접 가능한 변형을 사용하는 것이 좋습니다.
소싱과 실제 공급망
전부는 아니다 인코넬 718 평등하게 창조되었습니다. 다양한 공장이나 주조소의 사양 시트에는 모두 AMS 5662 또는 5663을 충족한다고 나와 있지만 용융 작업에는 문제가 있습니다. VIM-VAR(진공 유도 용융 후 진공 아크 재용해) 재료는 함유물을 최소화하고 균일하고 미세한 입자 구조를 제공하기 때문에 항공우주 회전 부품의 표준입니다. 많은 정적 주조 부품의 경우 단일 VIM 용융으로 충분할 수 있지만 애플리케이션의 중요성을 알아야 합니다.
이것이 바로 파트너의 프로세스 제어가 중요한 부분입니다. QSY에서는 이와 같은 재료에 대한 매몰 주조 및 CNC 가공에 중점을 두고 있다는 것은 단순히 공장 재고를 구매하는 것이 아니라는 것을 의미합니다. 우리는 주조를 위해 자체 주조 공장에서 용해된 화학 물질을 제어하거나 스톡 바 공급업체를 엄격하게 인증하고 있습니다. 용융 보고서가 깨끗한 열을 나타내는 느낌을 갖게 됩니다. 황화물 형태 제어를 위해 낮은 황, 제어된 수준의 마그네슘 또는 세륨을 찾습니다. 일련의 부품이 초음파 검사를 통과할지 또는 고주기 피로 테스트에서 부품이 실패할지 여부를 결정하는 것은 이러한 섹시하지 않은 세부 사항입니다.
마지막으로 경제적 현실이다. 718은 비싸요. 니오브 함량이 이를 확인합니다. 따라서 이를 사용하는 모든 설계는 650°C+ 강도와 내식성에 대한 진정한 필요성에 의해 정당화되어야 합니다. 우리는 디자인 단계에서 고객과 자주 상담합니다. 때로는 더 나은 용접성이나 내식성을 위해 합금 625로 전환하거나 저온 적용을 위해 고급 스테인리스로 전환하면 기능을 저하시키지 않으면서 상당한 비용과 제조상의 어려움을 줄일 수 있습니다. 경험의 특징은 단순히 일하는 방법을 아는 것이 아닙니다. 인코넬 718; 실제로 필요할 때를 아는 것입니다.
