'Inconel 718'i duyduğunuzda hemen 'sıcak bölümler için sert malzemeler' diye düşünüyorsunuz; jet motoru parçaları, türbin diskleri, bu tür şeyler. Bu doğru ama aynı zamanda ortak bir tuzağın da başladığı yer burası. İnsanlar 700°C'deki yüksek çekme ve sürünme değerlerini görüyor ve bunun 316 paslanmazın daha sert bir versiyonu olduğunu varsayıyorlar. Öyle değil. Gerçek zorluk sadece gücü değil; siz ondan bir şey çıkarmaya çalıştığınızda o güç bu şekilde davranır. İşleme ve işleme sonrası hikayesi, gerçek deneyimin yazıldığı yerdir.
İşleme Öğütme - Kelimenin tam anlamıyla
Kesici takımlardan bahsedelim. Başlangıçta, ona yüksek sıcaklığa dayanıklı çelik gibi davranmanın kesici uçların bozulmasına ve hurdaya ayrılmasına giden hızlı bir yol olduğunu zor yoldan öğrendik. İş sertleşmesi şiddetlidir. Aletiniz keskin değilse veya biraz bile oyalansanız, artık kesmiyorsunuz demektir; yüzeye soğuk işlem yaparak daha da sert bir şey yapıyorsunuz demektir. Keskin, cilalı kenar geometrisine sahip çok özel bir kaliteye karar vermeden önce birkaç marka kaplamalı karbür kullandık. O zaman bile, çelik üzerinde koşacağınız hızın belki de %20'si kadar hızlara bakıyorsunuz. Bu, yavaş ve pahalı bir çıkarma işlemidir ve soğutma sıvısı isteğe bağlı değildir; iş parçasının aşırı ısınmasını ve sertleşmeyi şiddetlendirmesini önlemek için kritik bir ısı yönetimi aracıdır.
İşlediğimiz bir grup valf gövdesini hatırlıyorum İnkonel 718 çubuk stoğu. Baskı, bazı iç deliklerde ince yüzey bitirme gerektiriyordu. Boyutları mükemmel aldık ama yüzey grenli ve neredeyse yırtıktı. Sorun mu? Takım sapması. Sert bir kurulumda bile kesme kuvvetleri anlık seslere neden olacak kadar yüksekti. Geriye dönüp takım yolunu daha hafif bitirme pasoları alacak şekilde yeniden tasarlamak ve özel bir silici kesici uç kullanmak zorunda kaldık. Döngü süresine saatler ekledi, ancak bu ya da bir parçanın düzgün şekilde kapatılamamasıydı. Bu gizli maliyettir: Kilo başına hammadde fiyatında görünmeyen mühendislik süresi ve süreç ayarlamaları.
Delme ve kılavuz çekme, başlı başına özel bir cehennemdir. Talaş tahliyesi kraldır. Bu ince, sert talaşlar, agresif bir şekilde gagalama yapmıyorsanız ve takım boyunca yüksek basınçlı soğutma sıvısı kullanmıyorsanız, matkabın etrafına sarılacak ve onu bir kalp atışıyla kıracaktır. Dişler için neredeyse her zaman spiral kanallı kılavuzlar ve büyük boyutlu kılavuzlu matkaplar kullanırız. %50'lik bir ipliği kesmeye çalışıyorum İnkonel 718 çok pahalı bir parçanın derinliklerine gömülmüş kırık bir musluk istiyor. Malzemeye yer açmayı öğrenirsiniz.
Döküm Karmaşıklıkları – Sadece Bir Dök ve Git Değil
İşlemeden hassas döküm yoluyla net şekle yakın şekil oluşturmaya geçiş – bu bizim temel oyunumuzdur Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY). Kabuk ve hassas dökümde otuz yılı aşkın süredir, dökümhanede çok sayıda nikel alaşımı çalıştırdık. İnkonel 718 temel bir unsurdur, ancak zorludur. Alaşımın yüksek erime noktası bir şeydir; Çilleri, ayrışmayı ve sıcak yırtılmayı önlemek için katılaşmasını kontrol etmek tamamen başka bir oyundur.
718'in geçit ve yükseltici tasarımı birçok çeliğe göre daha kritiktir. Büyük büzülmeyi düzgün bir şekilde beslemek için çok yönlü katılaşmaya ihtiyacınız var. Termal gradyanlar yanlışsa, kalın bölümlerde mikro gözeneklilik veya inceden kalına geçişlerin yakınında yüzey yırtılmaları ortaya çıkar. Kabuktan mükemmel görünen parçalarımız oldu, yalnızca X-ışını veya UT'nin göbekteki ince gözenekliliği ortaya çıkarması için. Bu tam bir kayıp. Söz konusu geometri için dökme sıcaklığımızın ve kalıp ön ısıtma protokolümüzün eksiksiz bir şekilde gözden geçirilmesini zorunlu kıldı. Bazen bu çözüm mantığa aykırıdır; alaşımın sıvılaşmasına daha yakın çalışıyor olsanız bile, biraz daha düşük bir aşırı ısınma aslında türbülansı azaltabilir ve sağlamlığı artırabilir.
Sonra oyuncu kadrosu yapısı var. Olduğu gibi kullanamazsınız. Doğal dendritik yapı ve Laves fazının (niyobyum açısından zengin, kırılgan intermetalikler) muhtemel varlığı, parçanın kalıptan çıktığı anda zayıf mekanik özelliklere sahip olduğu anlamına gelir. Bu, birçok alıcının gözden kaçırdığı çok önemli bir noktadır: döküm 718 bileşeni yalnızca yarı mamuldür. Bu zararlı fazların tekrar matrikse çözünmesi için mutlaka homojenleştirme ısıl işleminden (genellikle 1100°C'nin üzerinde uzun bir ıslatma) geçmesi gerekir. Bunu atlarsanız, döküm ne kadar iyi görünürse görünsün, parça stres altında vaktinden önce arızalanacaktır.
Isıl İşlem Dansı – Her Şey Sırayla İlgili
Bu almanın kalbi İnkonel 718 gerçekleştirmek. Standart yaşlandırma işlemi (720°C'de 8 saat, fırında 620°C'ye soğutma, 8 saat bekletme, havayla soğutma) iyi bir şekilde belgelenmiştir. Ancak diğer işlemlere göre sıra her şeydir. İşlenmiş stoktan işlenmiş bir parça için, onu genellikle tavlanmış (daha yumuşak) durumda işlersiniz, ardından yaşlandırırsınız. Kulağa basit geliyor.
Ancak döküm parçası için durum daha karmaşıktır. Bahsedildiği gibi önce homojenleştiriyorsunuz. Ardından, kalan mikro gözenekliliği kapatmak için sıcak izostatik presleme (HIP) döngüsü yapabilirsiniz. Anahtar soru şudur: Çözüm tedavisinden önce mi sonra mı HIP yapıyorsunuz? Tartışma var. Bunu her iki şekilde de yaptık. Solvus altı ısıl işlemi sonrasında HIP uygulaması etkili olabilir, ancak tane büyümesini önlemek için sıcaklıklara son derece dikkat etmeniz gerekir. Artık genel olarak döküm + homojenleştirilmiş durumda HIP'i tercih ediyoruz, ardından tam ısıl işlem dizisine geçiyoruz. Maliyeti artırıyor ancak veriler, dönen parçalar için genellikle kritik özellik olan yorulma özelliklerini daha iyi ve daha tutarlı gösteriyor.
Bir nüans daha: stresten kurtulma. Yaşlandırmanın ardından önemli bir işleme yapıyorsanız (ki bunu engellemeye çalışırsınız ancak bazen bunu başaramazsınız), sonrasında düşük sıcaklıkta gerilim giderme işlemine ihtiyacınız vardır. Yükseğe çıkamazsınız veya malzemeyi aşırı yaşlandırırsınız. Bu, boyutsal kararlılık ile 718'e gücünü veren gama çift asal çökeltilerin korunması arasında sürekli bir dengedir.
Kaynak ve Onarım – Son Derece Dikkatli Devam Edin
Bazen bir dökümde tamir edebileceğinizi düşündüğünüz yüzeysel bir kusur olabilir veya işlenmiş bir parçanın kaynak kaplamasına ihtiyacı olabilir. 718 ile bu yüksek riskli bir operasyondur. Alaşım, özellikle eskimiş durumdaysa, kaynak sonrası ısıdan etkilenen bölgede (HAZ) gerinim yaşı çatlamasına eğilimlidir. Kaynak termal döngüsü gerilimlere neden olur ve ardından gelen yaşlandırma işlemi (uygulanırsa), HAZ yeniden çökelmeye çalışırken çatlamaya neden olabilir.
Standart uygulama tavlanmış durumda kaynak yapmak, ardından tüm montajı tam yaşlandırma sertleştirme döngüsüne tabi tutmaktır. Ancak o zaman bile başarı garanti edilmez. Birkaç yıl önce büyük bir türbin muhafazasını onarmaya kalkıştık. Kitabı takip ettim: kaynak öncesi tavlama, kullanılan ERNiFeCr-2 dolgu teli (temel olarak 718 bileşimi), kontrollü pasolar arası sıcaklık. Kaynak sonrası mükemmel görünüyordu. Ancak eskitme döngüsünden sonra boya penetrant incelemesi HAZ'da ince çatlaklardan oluşan bir ağ ortaya çıkardı. Bölüm önemsizdi. Sonuç olarak, dökümün kütlesi o kadar ciddi bir kısıtlama yarattı ki, kaynaktan kaynaklanan artık gerilimler, tam bir yeniden yaşlandırmadan sonra bile çok yüksekti. Artık politikamız, insani açıdan mümkün olduğu sürece 718 yaşında kaynak yapmaktan kaçınmaktır. Başarısızlığın maliyeti çok yüksektir. Bir tasarım kaynak gerektiriyorsa, söz konusu alt montaj için 625 gibi daha kaynaklanabilir bir varyantın kullanılması daha iyidir.
Kaynak Kullanımı ve Gerçek Dünya Tedarik Zinciri
Hepsi değil İnkonel 718 eşit yaratılmıştır. Farklı fabrikaların veya dökümhanelerin teknik özellik formlarının tümü AMS 5662 veya 5663'ü karşıladığını söyleyebilir, ancak şeytan eritme uygulamasındadır. VIM-VAR (Vakum İndüksiyonlu Eritme ve ardından Vakum Ark Yeniden Eritme) malzemesi, kalıntıları en aza indirdiği ve düzgün, ince taneli bir yapı sağladığı için havacılık dönen parçaları için altın standarttır. Birçok statik döküm bileşeni için tek bir VIM eritmesi yeterli olabilir ancak uygulamanın kritikliğini bilmeniz gerekir.
İş ortağının süreç kontrolünün önemli olduğu nokta burasıdır. QSY'de bunun gibi malzemeler için hassas döküm ve CNC işlemeye odaklanmamız, yalnızca fabrika stoku satın almadığımız anlamına gelir; döküm için kendi dökümhanemizdeki eriyik kimyasını kontrol ediyoruz veya çubuk stok tedarikçilerimizi titizlikle sertifikalandırıyoruz. Erime raporlarının temiz bir ısıyı gösterdiğine dair bir his geliştirirsiniz. Sülfür şekli kontrolü için düşük kükürtlü, kontrollü seviyelerde magnezyum veya seryum ararsınız. Bir parça grubunun ultrasonik muayeneyi geçip geçmeyeceğini veya bir parçanın yüksek çevrimli yorulma testinde başarısız olup olmayacağını belirleyen şey bu çirkin ayrıntılardır.
Son olarak ekonomik gerçek var. 718 pahalıdır. Niyobyum içeriği bunu sağlar. Bu nedenle, onu kullanan her tasarım, onun 650°C+ dayanımına ve korozyon direncine yönelik gerçek bir ihtiyaçla gerekçelendirilmelidir. Tasarım aşamasında sıklıkla müşterilerimizle istişarede bulunuyoruz. Bazen daha iyi kaynaklanabilirlik veya korozyon direnci için Alaşım 625'e, hatta daha düşük sıcaklık uygulamaları için yüksek dereceli paslanmaza geçiş, işlevden ödün vermeden önemli ölçüde maliyetten ve üretim sıkıntısından tasarruf sağlayabilir. Tecrübenin işareti sadece nasıl çalışılacağını bilmek değildir İnkonel 718; ona gerçekten ne zaman ihtiyacın olduğunu bilmektir.
