Matote, kad ASTM A747 pasirodo brėžinyje arba specifikacijų lape, ir daugelis žmonių iškart sujungia jį su kitomis nuo kritulių kietėjimo nerūdijančiomis medžiagomis. Tai pirma klaida. Tai ne tik „17–4PH alternatyva“ ar bendra „nerūdijančio plieno liejimo“ figūrinė išnaša. Niuansas yra „CB“ ir „CX“ žymėjimuose – CB7Cu-1 ir CB7Cu-2. „Cu“ yra dovana. Dėl vario priedų jis elgiasi kitaip termiškai apdorojant, ir, tiesą pasakius, daugelis liejyklų ir mašinų dirbtuvių užkliūna, jei jos neįsijungia. Mačiau, kad dalys išsiskiria dideliu tempimo skaičiumi, tačiau atsparumas smūgiams yra siaubingas, nes senėjimo ciklas buvo šiek tiek mažesnis dėl tos konkrečios šilumos chemijos. Tai medžiaga, kuri reikalauja pagarbos jos procesui, o ne tik galutinėms savybėms.
Liejyklos grindų realybė su A747
Liejimas CB7Cu nėra panašus į 304 ar net 17-4 liejimą. Skystumas skiriasi, susitraukimo charakteristikos yra ryškesnės. Jūs turite būti kruopštus su savo vartais ir pakilimu. Anksti turėjome daugybę investicinių lietinių vožtuvų korpusų – sudėtingų, plonų skerspjūvių daiktų – kurie rentgeno spinduliuose nuolat rodė mikroporingumą kritinėse vietose. Mes naudojome standartinį šėrimo metodą, kuris veikė 316. Čia apgailėtinai nepavyko. Problema buvo ne švara; tai buvo kietėjimo kontrolė. Turėjome pertvarkyti visą šėrimo sistemą, tam tikrose vietose pridedant daugiau, bet mažesnių stovų, kad būtų skatinamas agresyvesnis kryptinis kietėjimas. Tai išsprendė, bet padidino sąnaudas ir sudėtingumą. Tai yra kompromisas su ASTM A747.
Kita realybė yra terminio apdorojimo sąveika. Negalite atskirti liejimo proceso nuo vėlesnio tirpalo atkaitinimo ir sendinimo. Liejimo būklė iš esmės yra apdorota tirpalu, jei pakankamai greitai atvėsinate iš formos, tačiau vis tiek reikia formalaus tirpalo atkaitinimo, kad viskas ištirptų. Svarbiausia žinoti, kokia iš tikrųjų yra liejimo būklė. Jei jūsų aušinimo greitis apvalkale ar formoje yra nenuoseklus, gali būti, kad nuosėdos jau susidaro netolygiai. Tada jūsų tolesnis tirpalo atkaitinimas gali nevisiškai homogenizuoti struktūrą. Išmokome sekti aušinimo greitį prototipuose su termoporomis. Tuo metu atrodė, kad tai buvo perdėta, tačiau tai suteikė mums duomenų, leidžiančių standartizuoti išpurtymo laiką ir aušinimo procedūras, todėl galutinis terminis apdorojimas tapo daug labiau nuspėjamas.
Ir apdirbimas? Tai tirpalu atkaitintas lokys – guminis, dygliuotas ir kietėja kaip pašėlęs. Jūs tikrai norite jį apdirbti galutinai pasenusios būklės. Tačiau jūs turite atsižvelgti į matmenų pokytį nuo senėjimo. Jis nėra didžiulis, bet dalių, kurių tolerancijos yra griežtos keliose plokštumose, pakanka išmesti dalį. Mes statome prieš senėjimą neapdoroto apdirbimo etapą, paliekame apie 0,5 mm kiekvienoje pusėje, tada sendiname, tada baigiame mašiną. Bandymas pasiekti ±0,025 mm angos toleranciją apdirbant seną ir tikėtis, kad jis nepajudės, yra kvailas reikalas. Aš buvau tas kvailys. Duomenų lapuose pateikiamas koeficientas, tačiau tikrasis judėjimas priklauso nuo dalies geometrijos – storos pjūvio ir plonos juostos. Tai patirtinės žinios.
CX prieš CB: korozijos kompromisas
Specifikacijos apima ir CB7Cu-1, ir CB7Cu-2. Bendra išmintis yra ta, kad dėl didesnio chromo kiekio CX (CB7Cu-2) atsparumas korozijai yra geresnis. Tai tiesa, plačiai. Bet geriau yra santykinis. Jei jums reikia tikrai išskirtinio atsparumo korozijai, tikriausiai neturėtumėte visų pirma žiūrėti į kritulių kietėjimo nerūdijančio plieno gaminius. Vertė ASTM A747 yra deramo atsparumo korozijai ir labai didelio stiprumo derinys dėl paprasto, mažai iškraipančio terminio apdorojimo.
Mes tiekėme seriją CB7Cu-1 (dažnesnė, mažesnės korozijos versija) siurblio sparnuočių, skirtų sūraus vandens naudojimui. Klientas iš pradžių reikalavo CX klasės, cituodamas specifikacijų korozijos lenteles. Peržiūrėję tikrąją paslaugų aplinką – nutrūkstamą srautą, retkarčiais sąstingį, chloridus apie 1000 ppm – pasisakėme už CB. Motyvavimas buvo stiprybė. Darbaračiai patyrė didelį išcentrinį įtempį ir kavitacijos eroziją. Nežymiai geresnis CX atsparumas korozijai nebuvo ribojantis veiksnys; mechaninis stiprumas ir atsparumas nuovargiui nuo kavitacijos burbuliukų buvo. CB7Cu-1, sendintas iki H900 būklės, suteikė didesnę takumo ribą. Korozijos kuponus leidome imituotoje aplinkoje 30 dienų. CB dalyse buvo nedidelis, vienodas paviršiaus ėsdinimas, be duobių. Praėjo. Klientas sutaupė medžiagų sąnaudų, o mes išvengėme galimo nuovargio gedimo. Tai susiję su ypatybės suderinimu su tikruoju gedimo režimu, o ne tik apie didžiausio skaičiaus išrinkimą duomenų lape.
Čia svarbus partneris, turintis didelę materialinę patirtį. Parduotuvėje, kuri tik pjauna metalą, abi rūšys gali būti keičiamos, išskyrus chemiją. Jie ne. Terminio apdorojimo atsakas šiek tiek skiriasi, keičiasi apdirbamumas, o galutinis veikimo apvalkalas skiriasi. At Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY)3 dešimtmečius liejant ir apdirbant specialius lydinius, toks sprendimas nutinka kasdien. Tai ne apie specifikacijų lapo turėjimą; kalbama apie istorinių duomenų iš panašių dalių turėjimą, kad būtų galima pasirinkti tarp CB ir CX.
Gedimų analizė: kai geri liejiniai sugenda
Labiausiai pamokančios pamokos ateina iš nesėkmių. Turėjome partiją konstrukcinių laikiklių, išlietų iš CB7Cu-1, kurie išlaikė visus NDT ir mechaninius bandymus, bet po maždaug šešių mėnesių nepavyko naudoti dėl trapios lūžio. Klasikinio nuovargio plyšio atsiradimas ir plitimas. Kaltininkas? Paviršiaus apdaila spinduliu. Brėžinyje buvo nurodyta 3 mm filė, bet liejamas paviršius toje filė buvo grubus – gal Ra 12,5 mikrono ar daugiau. Iš didelio stiprumo, didelio kietumo medžiagos, pavyzdžiui, sendintos ASTM A747, paviršiaus trūkumai yra stiprūs streso koncentratoriai. Dalis atitiko spausdinimo matmenis, tačiau nebuvo įvykdytas sklandaus įtempių srauto kelio funkcinis reikalavimas.
Po to pakeitėme savo praktiką. Dabar bet kuriai A747 daliai, kuriai taikoma ciklinė apkrova, nurodome apdirbto paviršiaus apdailą (Ra 3.2 arba geresnę) visais kritiniais spinduliais ir perėjimais, net jei spaudinys to aiškiai nenurodo. Cituosime tai kaip būtiną antrinę operaciją. Kartais inžinierius sumažina išlaidas, o mes parodome jiems lūžio kilmės makro nuotraukas. Tuo dažniausiai diskusija ir baigiasi. Didelis medžiagos stiprumas veikia prieš jus, jei paliekate streso keltuvus.
Kitas gedimo būdas yra vandenilio trapumas. Tai nėra būdinga tik A747, bet kadangi jis dažnai naudojamas didelio stiprumo įrenginiuose, rizika yra didesnė. Su tuo susidūrėme dalyje, kuriai reikėjo padengti atsparumą dilimui. Dengimo procese buvo naudojamas vandenilis, o vėlesnis kepimas žemoje temperatūroje, kad būtų sumažintas vandenilis, buvo nepakankamas specifiniam kietumui (HRC 45). Dalys praėjo QC, tačiau sumontuojant nepavyko esant apkrovai. Pataisymas buvo ilgesnis, karštesnis kepimo ciklas, patvirtintas atliekant nuolatinės apkrovos bandymą su bandinio dalimis. Tai pridėjo žingsnį, bet buvo nediskutuotinas. Specifikacijose tai gali nebūti išsamiai aprašyta kiekviename galimam tolesnio apdorojimo veiksmui, todėl turite žinoti sąveikas.
Apdirbimo ir apdailos niuansai
Pakalbėkime apie tai, kaip nuo neapdoroto liejimo iki baigtos dalies. Kaip jau minėjau, apdirbimas po senėjimo yra vienintelis protingas kelias. Apdailai naudokite keraminius arba CBN įdėklus; karbidas veikia, bet greičiau dėvisi dėl sukietėjusios konstrukcijos abrazyvumo. Aušinimo skystis yra labai svarbus – užtvindykite jį. Reikia nešti šilumą, o ne tik tepti. Mums pasisekė su aukšto slėgio aušinimo skysčių sistemomis, skirtomis gilių skylių gręžimui šiose klasėse, užkertant kelią drožlių suvirinimui ir kietėjimui gręžinyje.
Šlifavimas ir EDM yra įprastos antrinės operacijos. Šlifavimui reikalingi minkšti ratai ir lengvi pravažiavimai, kad būtų išvengta degimo. A747 dalies nudegimas gali sukurti vietinę perkaitimo zoną, kuri yra silpnoji vieta. EDM atveju susirūpinimą kelia iš naujo sudarytas sluoksnis. Jis kietas, trapus ir dažnai mikroįtrūkęs. Jis turi būti pašalintas, paprastai naudojant lengvą abrazyvinį srovę arba poliruojant rankomis, ypač nuovargiui svarbiose vietose. Jūs negalite tiesiog EDM ir vadinti tai atlikta. Mačiau dalių, kuriose EDM perdarytas sluoksnis nebuvo pašalintas, ir jis veikė kaip įtempių korozijos įtrūkimų chloridinėje aplinkoje pradžios vieta. Dalis atrodė tobulai, bet buvo iš esmės pažeista.
Ši integruota galimybė – nuo korpuso ar investicijų liejimo iki tikslaus CNC apdirbimo ir informuoto papildomo apdorojimo – yra tai, kas skiria dalių tiekėją nuo sprendimų tiekėjo. Tokia kompanija kaip QSY, kuris tvarko viską nuo lydalo išpylimo iki galutinio šlifavimo pašalinimo po vienu stogu, turi didelį pranašumą naudojant tokią medžiagą. Jie gali valdyti kintamuosius ir atsekti proceso etapus, suprasdami, kaip liejimo aušinimo greičio pokytis gali paveikti apdirbamumą po dviejų operacijų. Prarasite šį siūlą, kai siunčiate neapdorotą liejinį trims skirtingiems pardavėjams.
Kodėl jis išlieka specifikacijų lapuose
Taigi, su visais šiais sudėtingais dalykais ASTM A747 išlikti? Kadangi jums reikia liejinio, kuris gali būti termiškai apdorotas iki 1300 MPa takumo riba su minimaliais iškraipymais, tinkamas daugeliui pramoninių aplinkų atsparus korozijai ir gali būti gaminamas sudėtingos geometrijos, alternatyvos yra ribotos. Galite pereiti prie martensitinio plieno, bet tada atsparumas korozijai smunka. Galite naudoti dvipusį nerūdijančio plieno, bet jūs nepasieksite tokio stiprumo lygio. Galite gaminti iš strypo atsargų, bet prarandate projektavimo laisvę ir dažnai patiriate daugiau išlaidų dėl apdirbimo atliekų.
Tai niša, bet gyvybiškai svarbi. Pagalvokite apie aviacijos ir kosmoso pavaras, didelio našumo vožtuvų komponentus, siurblių dalis energetikos sektoriuje ir specializuotus įrankius. Tai nėra birių prekių medžiaga. Jo vertė yra pritaikytose savybėse. Svarbiausia visiems, dirbantiems su juo, nustoti galvoti apie tai kaip apie nerūdijantį plieną. Pagalvokite apie tai kaip apie sistemą: specifinė chemija, griežtai kontroliuojamas liejimo procesas, neaptartas terminio apdorojimo protokolas ir didelio stiprumo lydiniams sukurta apdirbimo ir apdailos strategija. Praleisite vieną grandį, ir grandinė sugenda.
Galiausiai A747 sėkmė priklauso nuo pagarbos procesui. Tai nėra medžiaga, kurią galite sparnuoti. Jums reikia duomenų, jums reikia istorinės nuorodos ir jums reikia partnerių, kurie išgyveno iteracijas – gerus ir blogus – kad žinotumėte, kur yra paslėptos spąstos. Tai tikroji medžiagos kaina: ne lydinio kilogramo kaina, o investicijos į proceso žinias, kad jos veiktų taip, kaip skelbiama.
