Gaibhneachta Superalloy Bunaithe ar Nicil: Cóireáil Teasa le haghaidh Rialú Méid Grán i bPáirteanna Rothlaithe Criticiúla

Casadh dioscaí tuirbín, dioscaí comhbhrúiteora, sloic, agus gaibhneachta rotor ag ardluais agus teocht ard ar feadh na mílte uair an chloig. Ní sceitheadh ​​é teip; is imeacht tubaisteach é. Maidir leis na codanna seo, ní mionsonraí cosmaideacha é méid gráin na miotail. Cinneann sé conas a sheasann an chuid scoilteanna tuirse, creep, agus fás crack mall. Míníonn an treoir seo conas a leagann cóireáil teasa méid gráin i ngaibhneachta nicil-bhunaithe superalloy, conas a dhéantar comparáid idir na príomhbhealaí, agus cad ba cheart do cheannaitheoirí a shonrú agus a fhíorú.

Socraítear méid gráin i gaibhniú superalloy ag dhá rud ag obair le chéile: an stair te-oibre a chruthaíonn na gráinní, agus an teocht cóireála teasa i gcoibhneas leis an teocht ag a thuaslagann na cáithníní neartú nó feannadh. Coinníonn réiteach faoi bhun na teochta sin gráinní go breá (neart teanntachta agus tuirse níos fearr); le tuaslagán os a chionn ligeann sé do ghráinní fás garbh (imeall níos fearr agus dwell friotaíocht fáis crack). Déanann cóireálacha dé-mhicrstruchtúr iarracht an méid gránach a theastaíonn uaidh a thabhairt do gach cuid de dhiosca.

Cén Fáth a Bhfuil Tábhacht ag Méid Grán i bPáirteanna Rothlaithe Criticiúla?

Toisc go gcosnaíonn gráinní mín agus garbh i gcoinne modhanna teip éagsúla. Tugann gráinní míne neart teanntachta níos airde agus friotaíocht tuirse íseal-timthriall níos fearr; tugann gráinní garbh creep níos fearr agus seasann siad friotaíocht fáis crack ag teocht ard. Níl aon mhéid gráin aonair is fearr i ngach áit i gcuid rothlach.

Criostal beag bídeach is ea grán. Is spotaí laga iad na teorainneacha idir gráin ag teocht ard, áit ar féidir le miotail dífhoirmiú go mall (sracadh) ar a n-aghaidh. Ag teocht níos ísle tá a mhalairt fíor: scoilteanna bloc teorainneacha, mar sin ciallaíonn teorainneacha níos mó (gráinní míne) miotail níos láidre, níos resistant tuirse. Tá an dá choinníoll ag diosca ag an am céanna. Tá an tolladh (lár) níos fuaire agus iompraíonn sé timthriallta ard struis. Ritheann an imeall níos teo agus suíonn sé faoi ualach marthanach.

Tábla 1. Comhbhabhtáil ar mhéid gránach i gcóimhiotail diosca, mar a thuairiscítear sa litríocht fhoilsithe um chóireáil teasa diosca tuirbín gáis.

Cad a Rialaíonn Méid Gráin i nGaibhniú Sár-chóimhiotail atá Bunaithe ar Nicil?

Rialaíonn trí luamhán é: cé mhéad agus cé chomh te a dhífhoirmítear an miotail le linn brionnú, cé na cáithníní atá i láthair chun teorainneacha gráin a phionnú, agus an teocht cóireála réitigh deiridh i gcoibhneas leis an solvus (an teocht ag a thuaslagann na cáithníní sin).

Le linn brionnú, cruthaíonn dífhoirmiúchán grán nua, beaga trí athchriostalú. Le linn téimh níos déanaí, is minic a fhásann na gránaigh sin, toisc go bhfuil níos lú achar teorann ag gráin mhóra agus dá bhrí sin tá níos lú fuinnimh acu. Feidhmíonn cáithníní crua atá ina suí ar theorainneacha gráin mar ancairí agus cuireann siad stop leis an bhfás seo. Icóimhiotal 718is í an chéim ancaireachta ná delta (δ); i gcóimhiotail diosca púdar-mhiotail is gáma príomhúil garbh bunscoile ( ′ ). Chomh luath agus a théann an teocht cóireála teasa thar an bpointe a thuaslagann na hancairí, féadann gráinní fás go tapa. Sin é an fáth gurb é an teocht solvus an uimhir is tábhachtaí maidir le rialú méid gráin.

Conas a Rialaíonn Céim Delta Méid Gráin in Inconel 718?

Is céim shaibhir niobium í an chéim Delta a fhoirmíonn ar theorainneacha gráin idir thart ar 800 agus 1000 céim. Bioráin sé teorainneacha le linn brionnú agus cóireáil tuaslagáin, mar sin fanann Alloy 718 go mín chomh fada agus a fhanann teocht an tuaslagáin faoi bhun an delta solvus, thart ar 1010-1020 céim .

Baineann brionglóirí leas as seo d'aon ghnó. I "próiseáil delta", coinnítear an t-ábhar chun céim deilt a deascadh roimh agus le linn brionnú, ionas go bhfanann gráinní beag nuair a théitear an chuid níos déanaí. Léiríonn sonraí foilsithe cé chomh híogair is atá méid gráin don teocht agus don ábhar deilt. I staidéar amháin ar ultra-fíneáil-gráin 718 billet, tuaslagán de 1800 céim F (thart ar 980 céim ) ar feadh 5 uair an chloig fhág thart ar 2.6% deilt agus thug ASTM 9 méid gráin, agus 1850 céim F (thart ar 1010 céim) ar feadh 1 uair d'fhág thart ar 4.6% deilt ar feadh 1 uair an chloig agus rinne staidéar ar an leibhéal iomlán ASTM 4-scála 10. struchtúr aonfhoirmeach ASTM 11–12 in ábhar próiseáilte deilt.

Tábla 2. Éifeacht teocht réitigh agus céim delta ar mhéid gráin Alloy 718. Foinsí: Imeachtaí TMS Superalloys (1992, 2001) agus litríocht paitinne ar chóireáil teasa Alloy 718. Is ionann uimhreacha ASTM agus uimhreacha gráin ASTM E112; ciallaíonn níos airde finer.

Is comhbhabhtáil é an beir leat. Cuidíonn céim Delta méid gráin a shealbhú, ach ag teorainneacha gráin féadfaidh sé difear a dhéanamh freisin ar iompar insínteachta agus strus-chreimeadh, agus mar sin déanann roinnt iarratas é a dhíscaoileadh d'aon ghnó. Tuairiscíonn paitinn a foilsíodh ar fhriotaíocht chreimthe struis gur bhain anáil os cionn an delta solvus deilt teorann ach gráinní garbhaithe ó ASTM 8 go ASTM 3. Sin é an fáth a roghnaítear teocht an tuaslagáin don fheidhmchlár, gan a chóipeáil ó thábla cineálach.

Cad é an Difríocht idir Cóireáil Teasa Subsolvus agus Supersolvus?

Déantar cóireáil ar thuaslagán subsolvus faoi bhun na solvus gáma-príomha, fágann sé cáithníní ′ bunscoile garbh a phionnaíonn gráinní, agus tugann sé gráinní mín. Déantar cóireáil supersolvus os cionn an solvus, tuaslagann sé na cáithníní sin, agus ligeann do ghráinní garbh. Tá an chéad cheann i bhfabhar neart agus tuirse; tá an dara ceann i bhfabhar creep agus friotaíocht fáis crack.

Baineann an rogha seo go príomha le cóimhiotail diosca-mhiotail púdair-neartaithe gáma-príomha, mar René 88DT, a bhfuil a solvus gáma-príomha tuairiscithe ag thart ar 1110–1116 céim (2030–2040 céim F). Tugann obair fhoilsithe ar na cóimhiotail seo faoi deara go gcoimeádann cóireálacha subsolvus thart ar 10-20% de ′ cáithníní garbh bunscoile a chuireann srian le fás gráin, agus go gcaillfidh cóireálacha supersolvus an srian seo agus a ligeann do na gránaigh fás.

Tábla 3. Cóireáil réitigh subsolvus versus supersolvus le haghaidh cóimhiotail diosca gáma-príomh-neartaithe. Foinsí: Imeachtaí TMS Superalloys, staidéir diosca NASA, agus litríocht paitinne GE.

Bhí próiseáil Supersolvus lárnach i bhforbairt René 88DT, áit a rabhthas ag súil go rachadh an méid gráin níos garbh a d'fhorbair cóireáil réitigh supersolvus chun tairbhe creep, agus bhí an clár dírithe ar laghdú mór ar ráta fáis crack tuirse i gcomparáid le René 95. Is féidir le cóireáil supersolvus den aicme seo de chóimhiotail méideanna garbh-ghráin a tháirgeadh ag druidim le ASTM 6 le haghaidh friotaíocht feabhsaithe chun fás crack tuirse a áitiú.

Cad é an Cóireáil Teasa Caighdeánach le haghaidh Gaibhnithe Inconel 718?

Réiteach anneal ag thart ar 925-1010 céim le leanúint ag fionnuar tapa, ansin aois dhá chéim: 718 céim ar feadh 8 uair an chloig, foirnéis fionnuar go dtí thart ar 620 céim , a shealbhú go dtí am iomlán ag dul in aois de 18 uair an chloig, ansin aer fionnuar. Má choimeádtar céim an tuaslagáin faoi bhun an delta solvus caomhnaítear grán mín.

Tábla 4. Timthriall réiteach-agus-aoise tipiciúil Alloy 718. Foinsí: bileoga sonraí soláthraithe ag tagairt do chleachtas AMS 5662/5663. Lean an tsonraíocht rialaithe agus an t-ordú ceannaigh i gcónaí.

Ní athraíonn na céimeanna ag dul in aois méid gráin i bhfad, toisc go bhfuil 718 céim agus 620 céim i bhfad faoi bhun na teochtaí réitigh. Is é an rud a dhéanann siad ná na céimeanna neartaithe a deascadh ( ″ agus ′). Dá bhrí sin socraítear méid gráin ag an mbealach brionnú agus an chéim réitigh; leagann an dul in aois ansin neart.

Cad é Cóireáil Teasa Dé-mhicrstruchtúr, agus Cén Fáth a Úsáidtear é le haghaidh Dioscaí?

Tugann cóireáil teasa dé-mhicrstruchtúr do dhiosca tolladh ard-láidre le grán mín agus imeall garbh-ghráin, frithshrianta tríd an dá réigiún a théamh go teochtaí difriúla i gcoibhneas leis an solvus. Tá sé mar aidhm aige deireadh a chur leis an gcomhréiteach a oireann do chách.

Tugann cóireáil teasa aonfhoirmeach méid gráin aonfhoirmeach ar fud an diosca, bíodh sé fíneáil nó garbh, rud a chuireann brú ar chomhréiteach. I gcóireáil déach, tugtar an t-imeall os cionn an tsolvais gáma-phríomha chun é a gharbhú, agus coinnítear an toll faoi bhun an tsolvais. Scrúdaigh taighde ar an gcóimhiotal arddhiosca LSHR roghanna subsolvus agus supersolvus agus roinnt roghanna dé-struchtúir, atá deartha chun tolladh ard-ghráinne ard-láidre agus imeall garbh-ghráin, frithshrianta a sheachadadh.

Tá a dhúshlán féin ag an modh: an crios trasdula idir réigiúin mhíne agus gharbh. Tá staidéar déanta ag taighdeoirí NASA ar mhodhanna teip tuirse sa chrios aistrithe gráin-mhéid de dhiosca dé-mhicrstruchtúr, agus tugann paitinní cóireála teasa faoi deara go bhfuil riosca próisis eile ann, go bhféadfaidh teocht tuirlingthe ró-aois faoi bhun an tsóivéis an gáma príomh-aois a ró-aois agus an leas a chealú. Teastaíonn rialú teirmeach beacht agus tástáil chríochnúil le cóireáil dé-mhicrstruchtúr.

Cad iad na lochtanna a d'fhéadfadh a bheith ina gcúis le Rialú Méid an Ghráin Bhocht?

Is iad na príomh-lochtanna ná garbhghráinní neamhghnácha (fás gráin chriticiúil), struchtúir gráin mheasctha nó bhanda, gránaigh rófhásta ó theocht an tuaslagáin iomarcacha, agus strus iarmharach nó scoilteadh scornach, agus is féidir leo seo go léir saol tuirse a laghdú nó torthaí a dhéanamh nach féidir a thuar.

Tábla 5. Lochtanna coitianta a bhaineann le méid gráin i ngaibhneachta sár-chóimhiotail agus conas iad a chosc.

Conas ar cheart do Cheannaitheoirí Méid Gráin a Shonrú agus a Fhíorú?

Sonraigh an tsonraíocht chóimhiotail agus rialaithe, an raon méide gránach ASTM E112 is gá (agus aon uasghráinne incheadaithe garbh), na láithreacha tástála, agus an bealach cóireála teasa, ansin teastaíonn deimhnithe agus miotalóireacht a chruthaíonn é.

Tuairiscítear méid gráin ar scála ASTM E112, áit a gciallaíonn líon níos mó grán níos míne. Tugann an tábla thíos thart ar mheántrastomhais gráin do na huimhreacha a fheictear go coitianta i ngaibhnithe sárchóimhiotail.

Tábla 6. Tiontuithe ar mhéid gráin ASTM E112, a bheag nó a mhór.

Tábla 7. Seicliosta ceannaitheora le haghaidh gaibhneachta sár-chóimhiotail atá ríthábhachtach ar mhéid gráin.

Ceisteanna Coitianta

Cruthaíonn dífhoirmiúchán gaibhnithe na gráinní, coinníonn cáithníní feannadh (céim deilt i Alloy 718, gáma príomhúil garbh i gcóimhiotail diosca) siar iad, agus cinneann an teocht réitigh i gcoibhneas leis an solvus cibé an bhfanann nó nach ndíscaoileann na cáithníní sin.

Cad é an delta solvus ag Inconel 718?

Thart ar 1010-1020 céim . Raon luachanna foilsithe beagán toisc go mbraitheann an solvus ar am, ar mhoirfeolaíocht, agus ar ábhar áitiúil niobium; tuairiscíonn staidéar amháin luach cothromaíochta ríofa gar do 1033 céim agus luach dealraitheach gar do 1020 céim.

Cad is cóireáil teasa subsolvus versus supersolvus ann?

Is éard atá i subsolvus ná cóireáil tuaslagáin faoi bhun an phríomhthuaslagáin gáma agus tugann sé gráinní míne agus airíonna teanntachta agus tuirse níos fearr. Tá Supersolvus os cionn an solvus agus tugann sé gráinní garbh agus friotaíocht níos fearr le fás creep agus crack.

Cén fáth nach ndéanfaidh tú gach grán garbh le haghaidh frithsheasmhacht in aghaidh creep?

Íslíonn gráinní garbh neart tuirse teanntachta agus timthriall íseal, rud atá tábhachtach ag tolladh diosca atá níos fuaire agus a bhfuil an-bhéim air. Sin é an fáth go bhfuil cóireálacha dé-mhicrstruchtúr ann.

Cad é an chóireáil teasa caighdeánach do Inconel 718?

Réiteach anneal thart ar 925-1010 céim le fuarú tapa, ansin aois ag 718 céim ar feadh 8 uair an chloig, foirnéis fionnuar go dtí thart ar 620 céim , a shealbhú go dtí 18 uair an chloig san iomlán, agus aer fionnuar.

Cad is fás ríthábhachtach arbhair ann?

Gráinní neamhghnácha garbh a fhoirmíonn i réigiúin ina bhfuil brú criticiúil tar éis cóireála teasa supersolvus ar chóimhiotail phúdar-mhiotail mar René 88DT. Tá sé ar eolas faoi riosca brionnú agus teaschóireála go bhfuil rialuithe próiseála deartha chun a chosc.