การตีโลหะผสมอุณหภูมิสูงสำหรับกังหันแก๊ส: เกรดวัสดุและข้อกำหนดด้านคุณภาพ

จานกังหันก๊าซหมุนเป็นเวลาหลายสิบล้านรอบที่อุณหภูมิซึ่งจะทำให้เหล็กธรรมดาอ่อนตัวลง ชิ้นส่วนจะดีพอๆ กับโลหะผสมเท่านั้น และที่สำคัญไม่แพ้กันคือการตีขึ้นรูป การอบชุบด้วยความร้อน และการตรวจสอบเบื้องหลัง

คู่มือนี้ครอบคลุมถึงเกรดนิกเกิลซูเปอร์อัลลอยที่ใช้สำหรับการตีขึ้นรูปกังหัน -อินโคเนล 718, Waspaloy, Rene 41, X-750, 706, 625 และ Hastelloy X - และข้อกำหนดด้านคุณภาพ (เกรด ASTM และ AMS, การลดการตีขึ้นรูป, การไหลของเกรน, NDT และการตรวจสอบย้อนกลับ) ที่แยกการตีขึ้นรูปในอวกาศออกจากแท่งที่มีลักษณะเหมือนกัน

เหตุใดจึงเลือกการตีขึ้นรูปแทนการหล่อหรือแผ่นสำหรับชิ้นส่วนที่หมุนกังหัน

เลือกใช้จานกังหันหรือเพลาฟอร์จเนื่องจากการฟอร์จจะจัดแนวการไหลของเกรนให้สอดคล้องกับเส้นทางความเค้น และช่วยให้การตรวจสอบปริมาตร 100% พิสูจน์ได้ว่าชิ้นส่วนนั้นแข็งแรงภายใน การหล่อสองสิ่งไม่สามารถทำได้ด้วยต้นทุนและความเสี่ยงเท่ากันสำหรับส่วนประกอบที่วิกฤตต่อความล้า

จานกังหันเป็นมวลหมุนที่เห็นความล้ารอบต่ำจากการสตาร์ท-หยุดแต่ละครั้ง ความล้ารอบสูงจากการส่งผ่านของใบพัด และแรงเหวี่ยงคงที่ การหล่อสามารถสร้างรูปร่างที่ซับซ้อนใกล้กับตาข่ายได้ แต่เกรนที่หยาบและเท่ากัน และความพรุนของการหดตัวที่เป็นไปได้นั้นเป็นจุดอ่อนสำหรับความล้าและสำหรับการตรวจสอบด้วยอัลตราโซนิก การตีด้วยแม่พิมพ์แบบเปิดและแบบปิดทำให้โครงสร้างเดนไดรต์แบบหล่อแตกสลาย ปรับแต่งเกรน และควบคุมการไหลของเกรนรอบขอบและเจาะในบริเวณที่มีความเครียดสูงสุด โดยผ่านการควบคุมการเสียรูป โครงสร้างเกรนที่ใช้งานได้นั้นยังเป็นสิ่งที่ทำให้การทดสอบอัลตราโซนิกในภายหลังมีความหมายเช่นกัน การตีขึ้นรูปที่สะอาดให้ร่องรอย UT ที่สะอาดและอ่านง่าย

แผ่นหรือแท่งที่ตัดตามรูปร่างจะสูญเสียทั้งสองจำนวน: ลายไม้จะวิ่งตรงผ่านส่วน แทนที่จะไปตามรูปร่าง และวัสดุไม่ได้ทำงานเหมือนการตีขึ้นรูป สำหรับฮาร์ดแวร์แบบคงที่และมีความเค้นต่ำ เช่น เคสและท่อต่างๆ เพลตและชีตยังคงเป็นแบบทั่วไป - ดูหมายเหตุของเราในฮาสเตลลอย เอ็กซ์และอินโคเนล 625ในส่วนร้อน

ซูเปอร์อัลลอยนิกเกิลชนิดใดที่ใช้สำหรับการตีขึ้นรูปกังหันแก๊ส

ตระกูลการตีขึ้นรูปกังหันแบ่งออกเป็นโลหะผสมจาน/เพลาชุบแข็งด้วยการตกตะกอน (Inconel 718, Waspaloy, Rene 41, X-750, 706, Incoloy 901) และโลหะผสมที่เป็นของแข็งสารละลาย/เครื่องเผาไหม้ (Inconel 625, Hastelloy X) - แต่ละประเภทเข้ากันกับแถบอุณหภูมิและชิ้นส่วน

ชิ้นส่วนที่หมุนได้ที่ต้องการความแข็งแรงสูงที่อุณหภูมิจะใช้โลหะผสมนิกเกิลชุบแข็งด้วยการตกตะกอนแกมมาไพรม์ (แกมมา ') หรือแกมมาดับเบิลไพรม์ (แกมมา '') ชิ้นส่วนโครงสร้างและส่วนที่ร้อนที่ต้องการการขึ้นรูป ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน และความแข็งแรงปานกลางจะใช้โลหะผสมที่เป็นของแข็ง ตารางจะจัดกลุ่มเกรดการตีขึ้นรูปทั่วไปตามงานที่ทำ

เกรดการตีโลหะผสมนิกเกิลซูเปอร์อัลลอยด์ที่ใช้ในกังหันก๊าซ

อะไรทำให้ Inconel 718 เป็นโลหะผสมแบบจานกังหันที่ใช้งานได้จริง

Inconel 718 เข้ามาแทนที่เนื่องจากตะกอนแกมมา-ดับเบิ้ลไพรม์ให้ความแข็งแรงสูงมากแต่ก่อตัวช้าๆ ดังนั้นโลหะผสมจึงเชื่อมโดยไม่มีการแตกร้าวจากความเครียดและมีอายุสม่ำเสมอผ่านส่วนที่หนา ตรงตามความต้องการของจานเบรกหรือเพลาขนาดใหญ่

718 คือซูเปอร์อัลลอย Ni-Cr-Fe-Nb-Mo, UNS N07718 (W.Nr 2.4668) โดยมีนิกเกิลประมาณ 50-55%, โครเมียม 17-21%, เหล็กเป็นความสมดุล, ไนโอเบียม 4.75-5.50% บวกแทนทาลัม, โมลิบดีนัม 2.80-3.30%, ไทเทเนียม 0.65-1.15% และ อลูมิเนียม 0.20-0.80%; คาร์บอนปกคลุมอยู่ที่ 0.08% ความแข็งแกร่งส่วนใหญ่มาจากเฟสแกมมาดับเบิลไพรม์ที่มีศูนย์กลางตัวถัง-เตตระโกนัล Ni3Nb โดยมีส่วนแกมมา '(Ni3(Al,Ti)) ที่น้อยกว่า ความหนาแน่น 8.19 g/cm3

ในสภาวะที่บำบัดด้วยสารละลายและอายุมาก 718 มีความต้านทานแรงดึงขั้นต่ำ 1276 MPa (185 ksi) และผลผลิต 0.2% ที่ 1034 MPa (150 ksi) โดยมีการยืดตัวอย่างน้อย 12% (AMS 5662) และคงความแข็งแรงที่เป็นประโยชน์จากอุณหภูมิไครโอเจนิกส์สูงถึงประมาณ 650 C (1200 F) ต่อเนื่อง โดยมีความสามารถในระยะสั้นถึง 700 C (1290 องศาฟาเรนไฮต์) ที่อุณหภูมิสูงกว่าประมาณ 700 C แกมมา-ดับเบิ้ลไพรม์จะหยาบและเปลี่ยนเป็นเฟสเดลต้าที่ไม่ต่อเนื่องกัน และโลหะผสมจะสูญเสียข้อได้เปรียบไป

ข้อมูลการปลอม Inconel 718 (UNS N07718 ถึง AMS 5662 / ASTM B637)

เนื่องจากการตกตะกอนแกมมา-ดับเบิ้ลไพรม์นั้นช้า 718 จึงสามารถเชื่อมได้ในสภาพที่ผ่านการบำบัดด้วยสารละลายและบ่มหลังจากนั้นโดยไม่มีการแตกร้าวจากความเครียดที่ส่งผลกระทบต่ออัลลอยด์แกมมา-ไพรม์ เช่น Waspaloy และ Rene 41 ความสามารถในการเชื่อมนั้นบวกกับการตอบสนองตลอดหน้าตัดที่สม่ำเสมอ จึงเป็นเหตุให้ระบุ 718 ตั้งแต่ฮาร์ดแวร์หลุมผลิตไปจนถึงเทอร์โบปั๊มจรวด และแน่นอนว่า จานและเพลากังหัน ดูของเราคุณสมบัติของวัสดุ Inconel 718หน้าและอินโคเนล 718 ในอวกาศสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม

Waspaloy เป็นตัวเลือกที่ดีกว่า 718 สำหรับจานเบรกและเพลาเมื่อใด

เลือก Waspaloy (UNS N07001) เมื่อชิ้นส่วนทำงานที่อุณหภูมิสูงกว่าประมาณ 620-650 C และต้องการอายุการใช้งานที่แตกจากการคืบคลานซึ่ง 718 ไม่สามารถส่งมอบได้ เลือก 718 เมื่อต้องการความแข็งแรงอุณหภูมิห้องสูงสุดและการเชื่อมได้ง่ายที่อุณหภูมิต่ำกว่าประมาณ 650 C

Waspaloy เป็นซูเปอร์อัลลอยนิกเกิล-โครเมียม-โคบอลต์ แกมมา-ไพรม์-เสริมความแข็งแรง: นิกเกิลประมาณ 58%, โครเมียม 18-21%, โคบอลต์ 12-15%, โมลิบดีนัม 3.5-5.0%, ไทเทเนียม 2.75-3.25% และอะลูมิเนียม 1.20-1.60% โดยมีเหล็กหุ้มอยู่ที่ 2% โคบอลต์และโมลิบดีนัมให้ความแข็งแรงของสารละลายที่เป็นของแข็ง ไทเทเนียมและอะลูมิเนียมจะตกตะกอนแกมมาไพรม์ Ni3 (Al, Ti) ซึ่งมีความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง แกมมาไพรม์มีความเสถียรมากกว่าแกมม่าดับเบิลไพรม์ที่เสริมความแข็งแกร่งให้กับ 718 ดังนั้น Waspaloy จึงรักษาความแข็งแกร่งที่เป็นประโยชน์ไว้ที่ประมาณ 650 C (1200 F) ในส่วนที่หมุน และประมาณ 870 C (1600 F) ในส่วนคงที่ที่มีความเครียดต่ำกว่า และความแข็งแรงของการแตกร้าวจากการคืบคลานนั้นสูงกว่า 718 ที่สูงกว่าประมาณ 620-650 C

การค้าขายเป็นสองเท่า แรงดึงต่ำสุดที่มีอายุมากของ Waspaloy อยู่ที่ประมาณ 1441 MPa (209 ksi) โดยให้ผลตอบแทน 0.2% ประมาณ 1,076 MPa (156 ksi) - ต่ำกว่า 718 ที่อุณหภูมิห้อง - และแกมมาไพรม์ทำให้มีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าวจากความเครียด ดังนั้นการเชื่อมจึงยากกว่า การอบชุบด้วยความร้อนสามขั้นตอนโดยทั่วไปคือสารละลายที่อุณหภูมิประมาณ 1,080 C (1975 F) เป็นเวลา 4 ชั่วโมง โดยให้อากาศเย็น ทำให้คงตัวที่อุณหภูมิประมาณ 845 C (1550 F) เป็นเวลา 4 ชั่วโมง อากาศเย็น; จากนั้นนำไปบ่มที่อุณหภูมิประมาณ 760 C (1,400 F) เป็นเวลา 16 ชั่วโมง โดยให้อากาศเย็น (ตรวจสอบวงจรที่แน่นอนเทียบกับการปล่อย AMS ที่ใช้บังคับ) ข้อมูลจำเพาะคือ ASTM B637 และ AMS 5704 / 5706 / 5708 series

Inconel 718 เทียบกับ Waspaloy สำหรับการตีขึ้นรูปกังหัน

โลหะผสมของสารละลายของแข็งทำหน้าที่ในส่วนที่ร้อนได้อย่างไร

Inconel 625 และ Hastelloy X ไม่มีการชุบแข็งตามอายุ ดังนั้นจึงแลกความแข็งแกร่งสูงสุดกับความสามารถในการขึ้นรูปและความต้านทานต่อออกซิเดชัน/การกัดกร่อน ซึ่งเป็นสิ่งที่เคส แหวน ซีล และฮาร์ดแวร์ตัวเผาไหม้ต้องการ

การเสริมความแข็งแกร่งให้กับสารละลายที่เป็นของแข็งนั้นมาจากโมลิบดีนัม ไนโอเบียม และโครเมียมที่ละลายในน้ำ แทนที่จะเป็นเฟสที่ตกตะกอน ดังนั้นโลหะผสมเหล่านี้จึงมีความเหนียวและเชื่อมได้ และสามารถขึ้นรูปเป็นรูปทรงขนาดใหญ่หรือบางได้ Inconel 625 (UNS N06625: สมดุล Ni, 20-23% Cr, 8-10% Mo, 3.15-4.15% Nb) เป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับเคส วงแหวน ซีล และท่อที่มีอุณหภูมิสูงถึงประมาณ 650 C และความต้านทานการเกิดรูพรุนของคลอไรด์ถือเป็นผลดีในกังหันทางทะเลและนอกชายฝั่ง

Hastelloy X (UNS N06002: ความสมดุลของ Ni, 20.5-23% Cr, 17-20% Fe, 8-10% Mo, 0.2-1.0% W) ทำหน้าที่บรรทุกเครื่องเผาไหม้: ไลเนอร์ ท่อเปลี่ยนผ่าน และฮาร์ดแวร์ระบบเผาทำลายหลังการเผาไหม้ ซึ่งความต้านทานออกซิเดชันที่ประมาณ 870 C (1600 F) มีความสำคัญมากกว่าความแข็งแกร่ง การตีขึ้นรูปและการตีขึ้นรูปทั้งสองอย่างได้รับการคุ้มครองโดย ASTM B564 ดูหน้าการตีขึ้นรูป Inconel 625 B564 และ Hastelloy X ของเรา

นอกเหนือจากนิกเกิล: ในกรณีที่กังหันต้องการความต้านทานออกซิเดชันที่สูงกว่าประมาณ 900 C โลหะผสมที่มีโคบอลต์ เช่น UNS R30188 (โคบอลต์-นิกเกิล-โครเมียม-ทังสเตน พร้อมแลนทานัม) จะขยายการให้บริการไปที่ 980 C (1800 F) สำหรับท่อเผาไหม้และท่อเปลี่ยนผ่าน สิ่งเหล่านี้จัดหามาตามคำขอแทนที่จะเป็นเกรดสต็อกมาตรฐาน

โลหะผสมแต่ละชนิดในบริการเทอร์ไบน์มีขีดจำกัดอุณหภูมิเท่าใด

'อุณหภูมิการใช้งาน' ของการตีกังหันไม่ใช่ตัวเลขเดียว แต่เป็นค่าต่ำสุดของขีดจำกัดความแข็งแรงของโลหะผสมที่ความเครียดและขีดจำกัดออกซิเดชันของส่วนประกอบ และจะแตกต่างกันสิบถึงหลายร้อยองศาระหว่างชิ้นส่วนที่หมุนและชิ้นส่วนที่อยู่นิ่ง

ใช้ตารางเป็นแนวทางในการวางแผน ไม่ใช่ค่าการออกแบบ ขีดจำกัดการควบคุมสำหรับชิ้นส่วนที่หมุนด้วยความเค้นคือความต้านแรงดึงจากการคืบที่ความเค้นหน้าที่ สำหรับซับเผาไหม้ที่โหลดเบา จะเป็นปฏิกิริยาออกซิเดชัน ตรวจสอบความเค้นที่ยอมรับได้กับเอกสารข้อมูล ASME หรือ OEM ในปัจจุบันเสมอสำหรับสภาพที่แน่นอน

ขีดจำกัดอุณหภูมิอย่างต่อเนื่องและระยะสั้นสำหรับการตีโลหะผสมของกังหัน

ตะกอนเสริมความแข็งแกร่งแตกต่างกันอย่างไรระหว่างโลหะผสม 718 และแกมมาไพรม์

718 ได้รับการเสริมความแข็งแกร่งด้วยแกมม่า-ดับเบิ้ลไพรม์ (Ni3Nb) ซึ่งก่อตัวช้าและให้การเชื่อมที่ดี Waspaloy, Rene 41 และ X-750 ได้รับการเสริมความแข็งแกร่งด้วยแกมมาไพรม์ (Ni3(Al,Ti)) ซึ่งมีความเสถียรต่ออุณหภูมิมากกว่า แต่ทำให้การเชื่อมและการซ่อมแซมยากขึ้น

แกมมา-ดับเบิ้ลไพรม์เป็นเฟสที่มีลำตัวเป็นศูนย์กลาง-เตตรากอนตามลำดับ เนื่องจากมีนิวเคลียสและเติบโตอย่างช้าๆ การตีขึ้นรูป 718 จึงสามารถเชื่อมได้ในสภาพที่ได้รับการบำบัดด้วยสารละลายอ่อน จากนั้นจึงบ่มจนเต็มกำลังโดยไม่มีการแตกร้าวตามขอบเกรนที่อัลลอยด์แกมมา-ไพรม์ต้องทนทุกข์ทรมานระหว่างการเสื่อมสภาพหลังการเชื่อม (การแตกร้าวด้วยอายุความเครียด) ในทางตรงกันข้าม แกมมา-ไพรม์มีความสอดคล้องกันและเสถียรอย่างยิ่งที่อุณหภูมิ ซึ่งเป็นสาเหตุที่โลหะผสมแกมมา-ไพรม์อยู่ได้นานกว่า 718 ในการคืบและการแตกร้าวที่สูงกว่าประมาณ 620-650 C - แต่หน้าต่างการเชื่อมนั้นแคบ และการซ่อมแซมจำเป็นต้องมีการควบคุมความร้อนอย่างระมัดระวัง ประเภทของตะกอน ไม่ใช่ปริมาณนิกเกิล คือสิ่งที่กำหนดทั้งเพดานอุณหภูมิและเส้นทางการผลิต

กระบวนการตีขึ้นรูปแบบใดที่เปลี่ยนบิลเล็ตให้เป็นจานกังหัน

แผ่นกังหันผลิตขึ้นโดยการตีแบบ open-die หรือแบบปิดตาย (มักจะตีด้วยความร้อนคงที่ที่ 718) จากแท่งเหล็กที่หลอมใหม่ โดยเลือกอุณหภูมิการตีที่ต่ำกว่า delta solvus สำหรับเม็ดละเอียดหรือสูงกว่านั้นสำหรับเม็ดหยาบ - เป็นทางเลือกโดยเจตนา ไม่ใช่อุบัติเหตุ

จุดเริ่มต้นคือแท่งเหล็ก VIM+ESR (หรือ VIM+ESR+VAR ที่หลอมละลายสามชั้น) ซึ่งมีการบันทึกคุณสมบัติทางเคมีและความสะอาดไว้กับความร้อน เหล็กแท่งถูกให้ความร้อนและทำงาน - แบบเปิดสำหรับวงแหวน บล็อก และผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูปขั้นต้น การตีขึ้นรูปแบบปิด (และอุณหภูมิคงที่มากขึ้น) สำหรับจานเบรกใกล้เน็ตซึ่งช่วยลดปริมาณการตัดเฉือน สำหรับ 718 หน้าต่างการตีขึ้นรูปจะอยู่ที่ประมาณ 950-1150 C (1750-2100 F) แผ่นกังหันมักถูกปลอมแปลงที่อุณหภูมิประมาณ 1,000-1,025 องศาเซลเซียส

การควบคุมที่สำคัญคือการปลอมแปลงแบบซับโซลวัสกับการปลอมแบบซุปเปอร์โซลวัส การตีขึ้นรูปด้านล่างโซลวิสเดลต้า (Ni3Nb) ทำให้ได้โครงสร้างเกรนที่ละเอียดและตกผลึกใหม่ มีความแข็งแรงสูง ความเหนียว และอายุการใช้งานที่ล้าต่ำ - ทางเลือกสำหรับจานเบรก 718 ส่วนใหญ่ การตีขึ้นรูปเหนือโซลวัสทำให้มีโครงสร้างเกรนหยาบที่แลกความแข็งแกร่งเพื่ออายุการคืบ/การแตกร้าวที่ดีขึ้น และการเจริญเติบโตของรอยแตกร้าวที่คงอยู่ช้าลง ซึ่งใช้ในกรณีที่การคืบคลานในระยะยาวควบคุม ขนาดเกรนที่กระบวนการกำหนดได้รับการตรวจสอบในภายหลังกับ ASTM E112 และเป็นส่วนหนึ่งของบันทึกการยอมรับของการตีขึ้นรูป

อัตราส่วนการซื้อต่อการบินเป็นตัวขับเคลื่อนต้นทุนที่เงียบสงบ จานเบรก 718 ที่มีอุณหภูมิคงที่แม่นยำสามารถมีอัตราส่วนซื้อต่อการบินได้ใกล้กับ 1.3:1 (เศษเล็กๆ) ในขณะที่แม่พิมพ์แบบเปิดขนาดใหญ่อาจเริ่มต้นที่ 4:1 หรือมากกว่าของบิลเล็ตที่ถูกตัดเฉือนออกไป ซูเปอร์อัลลอยด์ดิบที่คุณจ่ายไปแต่ไม่เคยบินถือเป็นส่วนสำคัญของราคาชิ้นส่วน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการตีขึ้นรูปใกล้ตาข่ายและ HIP ของวัสดุระดับพรีเมียมจึงคุ้มค่าที่จะติดตาม

การตีขึ้นรูปกังหันจำเป็นต้องมีอัตราส่วนการลดและการไหลของเกรนเท่าใด

อัตราส่วนการลดการตีขึ้นรูปขั้นต่ำประมาณ 4:1 เป็นเรื่องปกติ โดยจะเพิ่มขึ้นเป็น 6:1-8:1 สำหรับชิ้นส่วนที่หมุน และการไหลของเกรนจะต้องเป็นไปตามรูปร่างของชิ้นส่วน - ทั้งสองอย่างจะได้รับการตรวจสอบ ไม่ใช่สันนิษฐาน

อัตราส่วนลดคืออัตราส่วนของหน้าตัดเริ่มต้นต่อหน้าตัดที่เสร็จแล้ว ต้องสูงพอที่จะปิดรูพรุนในการหล่อและทำลายโครงสร้างเดนไดรต์ของแท่งโลหะ ค่าต่ำสุดทั่วไปคือ 4:1 และชิ้นส่วนที่หมุนในอวกาศมักระบุที่ 6:1 ถึง 8:1 แต่การลดเพียงอย่างเดียวนั้นไม่เพียงพอ ทิศทางการทำงานจะต้องทำให้เกรนไหลไปตามเส้นทางความเครียด ขอบจานเบรกที่รับแรงตึงของห่วงควรแสดงการไหลของเกรนตามเส้นรอบวง เพลาในการบิดและการดัดงอควรแสดงการไหลตามแนวแกน Macroetch (ดูด้านล่าง) เป็นข้อพิสูจน์

• ลดขั้นต่ำ: ประมาณ 4:1 ทั่วไป; 6:1-8:1 สำหรับจานหมุนและเพลา
• การไหลของเกรน: ต้องเป็นไปตามรูปร่างของชิ้นส่วน ไม่ใช่วิ่งผ่านโดยตรง
• โครงสร้างเดนไดรติก: แตกหักหมด ไม่มีการแบ่งแยกหรือแถบกลางเส้นกลาง
• ขนาดเกรน: ควบคุมและตรวจสอบตามข้อกำหนด ASTM E112
• การตีขึ้นรูปหลายทิศทาง: ใช้สำหรับรูปทรงที่ซับซ้อนเพื่อจัดแนวการไหลมากกว่าหนึ่งทิศทาง

การบำบัดความร้อนใดบ้างที่ระบุไว้สำหรับการตีขึ้นรูปกังหันด้วยการตกตะกอน

การตีขึ้นรูปกังหันด้วยการตกตะกอนจะได้รับสารละลายที่ได้รับการบำบัด (และสำหรับดิสก์อัลลอยด์ จะมีอายุสองเท่าจนถึงวัฏจักร AMS/B637) อุณหภูมิและการกักเก็บที่แน่นอนจะถูกเขียนลงในข้อกำหนดการซื้อและบันทึกไว้ในแผนภูมิการรักษาความร้อน

โดยทั่วไปแล้ว 718 จะได้รับสารละลายที่บำบัดที่อุณหภูมิ 925-1010 C (1700-1850 F) ระบายความร้อนด้วยอากาศหรือเร็วกว่า จากนั้นจึงบ่มเป็นสองเท่า: 720 C (1325 F) เป็นเวลา 8 ชั่วโมง เตาเย็นลงที่ 620 C (1150 F) และคงไว้เป็นเวลาทั้งหมด 18 ชั่วโมง จากนั้นระบายความร้อนด้วยอากาศ Waspaloy ใช้ลำดับอายุของสารละลาย-ความเสถียรตามที่อธิบายไว้ข้างต้น วงจรของเตาบำบัดความร้อนได้รับการจัดทำแผนภูมิและเก็บรักษาไว้เป็นส่วนหนึ่งของบันทึกคุณภาพ และคาดว่ากระบวนการพิเศษ เช่น การบำบัดความร้อน จะต้องได้รับการรับรอง NADCAP สำหรับชิ้นส่วนที่มีความสำคัญต่อการบิน สารละลายที่มีอายุมากเกินไปหรืออยู่นอกกรอบอาจทำให้ขนาดเกรนเคลื่อนตัวและทำให้เกิดการตกตะกอนมากพอที่จะไม่ผ่านการทดสอบทางกล ดังนั้นวงจรนี้จึงไม่สามารถต่อรองได้

ข้อกำหนด ASTM และ AMS ใดที่ควบคุมการตีขึ้นรูปเหล่านี้

ASTM B637 ควบคุมแท่งโลหะผสมนิกเกิลที่ตกตะกอน การตีขึ้นรูป และสต็อกการตีขึ้นรูป (718, X-750, 706, Waspaloy และที่คล้ายกัน); ASTM B564 ใช้กับกลุ่มผลิตภัณฑ์การตีโลหะผสมนิกเกิลที่กว้างขึ้น (625, 600, 825, X-750, 718, C-276 และอื่นๆ) AMS เผยแพร่ชื่อการรักษาความร้อนและรายละเอียดการทดสอบที่แน่นอน

การระบุเกรด ASTM เพียงอย่างเดียวนั้นไม่เพียงพอ - AMS หรือ OEM release เป็นตัวกำหนดอุณหภูมิ วงจรการให้ความร้อน และการทดสอบการยอมรับ การเผยแพร่ที่ใช้มากที่สุดสำหรับการตีขึ้นรูปกังหันมีดังต่อไปนี้ หน้าหน้าแปลน Inconel 718 ASTM B637 และ Inconel 718 B564 ของเรามีรายละเอียดระดับเกรด

ข้อมูลจำเพาะที่สำคัญสำหรับการตีขึ้นรูปโลหะผสมกังหันแก๊ส

การทดสอบแบบไม่ทำลายที่จำเป็นสำหรับการตีขึ้นรูปกังหันมีอะไรบ้าง

การตีขึ้นรูปกังหันที่มีความสำคัญในการบินหรือกำลังสำคัญจะได้รับการทดสอบด้วยคลื่นอัลตราโซนิกเชิงปริมาตร 100% การทดสอบการแทรกซึมที่พื้นผิวหรือการทดสอบอนุภาคแม่เหล็ก และการกัดแบบมาโครเพื่อพิสูจน์การไหลของเกรน - แต่ละรายการมีระดับการยอมรับที่ระบุชื่อ

ไม่มีการทดสอบเพียงครั้งเดียวที่มองเห็นทุกอย่าง: พื้นผิวที่สะอาดไม่ได้พิสูจน์ความสมบูรณ์ภายใน และ UT ที่สะอาดไม่ได้พิสูจน์สภาพการตัดเฉือนหรือสภาพพื้นผิว ทั้งสามชั้นเป็นส่วนเสริม ตารางนี้จะจับคู่การทดสอบแต่ละครั้งกับมาตรฐานปกติสำหรับการตีขึ้นรูปซูเปอร์อัลลอยด์

กองทดสอบแบบไม่ทำลายสำหรับการตีขึ้นรูปกังหัน

การทดสอบพื้นผิวที่ผ่านไม่ได้สร้างความมั่นคงภายใน และ UT ที่ผ่านไม่ได้สร้างสต็อกการตัดเฉือน ราคาที่ถูกที่สุดมักจะเป็นราคาที่ละทิ้งการตรวจสอบที่จะตรวจจับข้อบกพร่องที่ราคาซ่อนไว้แล้ว ดังนั้นให้ตั้งชื่อระดับการยอมรับ ไม่ใช่แค่ 'ทดสอบ UT'

การไหลของเมล็ดพืชได้รับการตรวจสอบอย่างไร และเหตุใดจึงสำคัญต่อความเหนื่อยล้า

การไหลของเกรนได้รับการตรวจสอบโดยการกัดแบบมาโครของส่วนที่เป็นตัวแทน และมีความสำคัญเนื่องจากรอยแตกเมื่อยล้าตามเส้นทางที่มีความต้านทานน้อยที่สุด - การไหลของเกรนที่ตามรูปร่างจะช่วยคัดแยกรอยแตกออกจากพื้นผิวที่มีความเครียดสูง

การกัดกร่อนแบบมาโคร (ASTM E381 สำหรับการตีขึ้นรูป โดยทั่วไป ASTM E340) จะละลายหน้าตัดที่เตรียมไว้เพื่อเผยให้เห็นลวดลายเกรนที่ผิดรูป รายงานจะแสดงให้เห็นว่าเส้นการไหลพันขอบจานเบรก วิ่งตามแนวแกนไปตามเพลา หรือตัดตรงผ่านคุณสมบัติที่สำคัญ เมื่อการไหลถูกขัดจังหวะหรือวิ่งสวนทางกับความเค้น ตำแหน่งนั้นจะกลายเป็นตัวเลือกสำหรับการเริ่มต้นความล้า ด้วยเหตุนี้ รูปวาดการตีขึ้นรูป ไม่ใช่แค่ทางเคมีเท่านั้น แต่ยังกำหนดทิศทางการไหลที่ต้องการ และภาพมาโครเป็นหลักฐานว่าการตีขึ้นรูปเป็นไปตามนั้น

การฝึกหลอมโลหะอะไรที่จำเป็นสำหรับการตีซูเปอร์อัลลอยคุณภาพการบินและอวกาศ

การตีขึ้นรูปกังหันที่มีคุณภาพการบินและอวกาศเริ่มต้นจากการหลอมด้วยการเหนี่ยวนำสุญญากาศ บวกกับการหลอมด้วยไฟฟ้าสแลก (VIM+ESR) และชิ้นส่วนที่หมุนอยู่มักจะหลอมเหลวสามเท่า (VIM+ESR+VAR) เส้นทางการหลอมสามารถตรวจสอบย้อนกลับได้จากชิ้นงานที่เสร็จแล้วกลับไปยังความร้อน

การถลุงใหม่คือสิ่งที่ช่วยให้ซุปเปอร์อัลลอยตีขึ้นรูปให้มีความสะอาดและเป็นอิสระจากการแยกส่วนตรงกลางและการรวมตัวของคานที่จะทำให้เกิดรอยแตกเมื่อยล้า การหลอมเหลวด้วยการเหนี่ยวนำสุญญากาศควบคุมเคมีและก๊าซที่ละลาย การถลุงด้วยไฟฟ้าสแลกช่วยปรับแต่งโครงสร้างแท่งโลหะ การถลุงอาร์กด้วยสุญญากาศ (ขั้นตอน VAR ในการหลอมสามเท่า) จะทำให้ความสม่ำเสมอขององค์ประกอบแน่นขึ้นตลอดแท่งโลหะ ตัวเลขความร้อนเคลื่อนที่ไปพร้อมกับบิลเล็ต การตีโลหะ และคูปองทดสอบทุกรายการ จึงสามารถติดตามผลลัพธ์ที่น่าสงสัยได้จนถึงการหลอมละลายที่แน่นอน ภาพรวมโลหะผสมนิกเกิลของเราครอบคลุมกลุ่มเกรดต่างๆ ที่ใช้ในการฝึกหลอมโลหะ

ข้อบกพร่องใดบ้างที่อาจปรากฏในการตีขึ้นรูปซูเปอร์อัลลอยด์ และจะป้องกันได้อย่างไร

ข้อบกพร่องที่สำคัญในการตีขึ้นรูปกังหัน ได้แก่ รอบและรอยพับ รอยร้าวขนาดเล็กที่มีอัตราความเครียด การแยกตัวและการเกิดแถบ สะเก็ดไฮโดรเจน (จุดสีขาว) และการเจือปน - แต่ละข้อบกพร่องสามารถป้องกันได้โดยอัตราส่วนการลดลง การควบคุมอุณหภูมิ และการตรวจสอบ

ซูเปอร์อัลลอยนั้นไม่อาจให้อภัยได้: มันรักษาความแข็งแกร่งไว้ที่อุณหภูมิการตีขึ้นรูป มีหน้าต่างการทำงานที่แคบ และไวต่ออัตราความเครียด ดังนั้นอุณหภูมิที่ไม่ถูกต้องหรือการขึ้นลงทำให้เกิดการแตกร้าวขนาดเล็ก แท่งโลหะสามารถแยกตัวออกจากเส้นกึ่งกลางได้ และในส่วนขนาดใหญ่ จะมีสะเก็ดไฮโดรเจน ซึ่งเป็นรอยแตกขนาดเล็กภายในที่อาจรอดพ้นจากการตัดเฉือนและทำให้เกิดความล้มเหลวกะทันหัน มีการวางระบบป้องกันอย่างดี

ข้อบกพร่องทั่วไปของการตีกังหันและการควบคุม

การทดสอบคุณสมบัติทางกลใดบ้างที่พิสูจน์ได้ว่าการตีขึ้นรูปเป็นไปตามข้อกำหนด

การยอมรับได้รับการพิสูจน์โดยการทดสอบแรงดึงและความแข็งเป็นอย่างน้อย บวกกับความเค้นแตกหรือการคืบคลานและการกระแทกในตำแหน่งที่ต้องการ ทั้งหมดนี้นำมาจากตำแหน่งคูปองและการวางแนวที่ระบุ

รายงานการทดสอบวัสดุจะบันทึกคุณสมบัติแรงดึงตาม ASTM E8 ความแข็งตาม ASTM E18 และ - สำหรับงานอุณหภูมิสูง - ข้อมูลความเค้นแตกหรือคืบตาม ASTM E139 และมักจะมีผลกระทบแบบชาร์ปีตาม ASTM E23 ในเชิงวิกฤต คูปองจะถูกนำไปใช้ในการวางแนวและจากตำแหน่งที่มีชื่อข้อกำหนด (มักจะเป็นการยืดเยื้อของการปลอมแปลง) ดังนั้นตัวเลขจึงเป็นตัวแทนของชิ้นส่วน ไม่ใช่การตัดออกที่สะดวก ขนาดเกรนถูกรายงานไปยัง ASTM E112 และรายงานทางเคมีต่อความร้อนตามมาตรฐาน ASTM E1473 การตีขึ้นรูปที่ผ่านทางเคมีแต่ล้มเหลว แรงดึงเชิงทิศทางจะถูกปฏิเสธ - การทดสอบถือเป็นข้อพิสูจน์ ไม่ใช่เพียงใบรับรองเพียงอย่างเดียว

• แรงดึง: ASTM E8 (ค่าสูงสุด, ผลผลิต, การยืดตัว)
• ความแข็ง: ASTM E18 (มักใช้สำหรับการตรวจสอบการรักษาความร้อน)
• ความเค้นแตก/คืบ: ASTM E139 (หน้าที่อุณหภูมิสูง)
• ผลกระทบ: ASTM E23 (กรณีทนต่ออุณหภูมิต่ำหรือข้อบกพร่อง)
• ขนาดเกรน: ASTM E112 (เฉพาะคูปอง)
• เคมี: ASTM E1473/สเปกโตร, ให้ความร้อน

การตรวจสอบย้อนกลับและเอกสารประกอบสำหรับการตีขึ้นรูปกังหันได้รับการจัดการอย่างไร

การตีกังหันการบินและอวกาศได้รับการพิสูจน์ด้วยเอกสารมากพอๆ กับโลหะ - รายงานการทดสอบวัสดุ EN 10204 3.1 พร้อมการตรวจสอบย้อนกลับของจำนวนความร้อน ใบรับรองความสอดคล้อง การตรวจสอบบทความแรก และบันทึก NADCAP

ชุดเอกสารจะแมปตัวแปรทุกตัวที่อาจทำลายชิ้นส่วนอย่างเงียบๆ ได้: ข้อมูลระบุสต็อคเริ่มต้นและเส้นทางการหลอมเหลว ลำดับการเสียรูป การควบคุมความร้อน แผนภูมิการบำบัดความร้อน การยืดผมตรง การปรับสภาพพื้นผิว ผลลัพธ์ NDT และหลักฐานการทดสอบ NADCAP (บริหารงานโดยสถาบันทบทวนประสิทธิภาพ) ตรวจสอบกระบวนการพิเศษ เช่น การอบชุบด้วยความร้อนและ NDT ตามข้อกำหนดด้านการบินและอวกาศ และผลการตรวจสอบจะเปิดเผยต่อสาธารณะ ผู้ซื้อควรคาดหวัง MTR, COC และรายงานการตรวจสอบบทความแรกที่ได้รับการสนับสนุนจากแผนภูมิการให้ความร้อนและรายงาน NDT เป็นอย่างน้อย

• รายงานการทดสอบวัสดุ (MTR) พร้อมการติดตามเลขความร้อน - EN 10204 3.1 (3.2 พร้อมพยาน)
• หนังสือรับรองความสอดคล้อง (COC)
• การตรวจสอบบทความฉบับแรก (FAI) สำหรับการออกแบบใหม่
• แผนภูมิการอบชุบด้วยความร้อนแสดงรอบเตาเผาที่เกิดขึ้นจริง
• รายงาน NDT พร้อมเกณฑ์และผลลัพธ์การยอมรับ
• การรับรอง NADCAP สำหรับการบำบัดความร้อนและ NDT ในกรณีที่มีความสำคัญต่อการบิน

ผู้ซื้อควรต้องการเอกสารคุณภาพใดใน RFQ

เขียนเกรด ชิ้นส่วน เส้นทางการรับน้ำหนัก เส้นทางการหลอม อัตราส่วนการลดลง ทิศทางการไหลของเกรน สภาวะการอบชุบด้วยความร้อน ขอบเขต NDT และเอกสารประกอบลงใน RFQ จากนั้นตรวจสอบบทความแรกก่อนปล่อยการผลิต

คำเชิญ 'Inconel forging' ที่คลุมเครือทำให้เกิดแท่งที่ดูถูกต้องและล้มเหลวในภายหลัง รายการตรวจสอบด้านล่างนี้เป็นรายการเดียวกับที่ผู้ผลิตกังหัน OEM ใช้ มันถูกทำซ้ำเป็นขั้นตอนเพื่อให้สามารถคัดลอกโดยตรงไปยังการขอใบเสนอราคา

ขั้นตอนที่ 1 ตั้งชื่อเกรดและข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ให้แน่ชัด:อย่าเขียนว่า 'อินโคเนล' ระบุ Inconel 718 ถึง AMS 5662 หรือ AMS 5663 หรือ Waspaloy ถึง AMS 5708 - เกรดและข้อกำหนดการออกจะตัดสินทุกการทดสอบดาวน์สตรีม

ขั้นตอนที่ 2 ระบุชิ้นส่วน เส้นทางโหลด และอุณหภูมิในการทำงาน:ฮาร์ดแวร์ของดิสก์ เพลา เคส ซีล หรือเครื่องเผาไหม้แต่ละชนิดมีความเครียดและอุณหภูมิที่แตกต่างกัน หน้าที่กำหนดโลหะผสมและทิศทางการไหลของเกรนที่ต้องปฏิบัติตาม

ขั้นตอนที่ 3 ระบุเส้นทางการหลอม:ระบุสถานะ VIM+ESR สำหรับงานทั่วไปหรือ VIM+ESR+VAR (การหลอมสามชั้น) สำหรับชิ้นส่วนที่หมุน และต้องมีการตรวจสอบย้อนกลับของจำนวนความร้อนกลับไปยังการหลอมดั้งเดิม

ขั้นตอนที่ 4 กำหนดอัตราส่วนการลดการตีขึ้นรูปและทิศทางการไหลของเกรน:เรียกการลดขนาดขั้นต่ำ 4:1 (6:1-8:1 สำหรับชิ้นส่วนที่หมุน) และรูปทรงที่การไหลของเกรนต้องเป็นไปตาม นี่คือสิ่งที่รายงาน Macroetch ต้องพิสูจน์

ขั้นตอนที่ 5 กำหนดเงื่อนไขการรักษาความร้อน:ตั้งชื่อเงื่อนไขการนำส่ง - โซลูชันที่บำบัด หรือโซลูชันที่บำบัดและมีอายุตามรอบ AMS/B637 - และใครเป็นผู้ดำเนินการและรับรอง

ขั้นตอนที่ 6 กำหนดขอบเขต NDT และระดับการยอมรับ:ต้องมีการทดสอบอัลตราโซนิก 100% กับ AMS 2154 Class AA (หรือ ASTM A388 / E2375), PT พื้นผิว (ASTM E165) หรือ MT (ASTM E1444) และการกัดแบบมาโครตาม ASTM E381 / E340 ตั้งชื่อระดับการยอมรับสำหรับแต่ละรายการ

ขั้นตอนที่ 7 ต้องการแพ็คเกจเอกสารประกอบ:ต้องการ MTR EN 10204 3.1 ใบรับรองความสอดคล้อง รายงานการตรวจสอบบทความแรก แผนภูมิการรักษาความร้อน และรายงาน NDT พร้อมการรับรอง NADCAP สำหรับกระบวนการพิเศษที่ชิ้นส่วนนั้นมีความสำคัญต่อการบิน

คุณจะเลือกโลหะผสมและข้อมูลจำเพาะที่เหมาะสมสำหรับชิ้นส่วนกังหันได้อย่างไร

เลือกโลหะผสมตามแถบอุณหภูมิและโหลด - 718 สำหรับจานเบรก/เพลาทั่วไปจนถึง 650 C, Waspaloy หรือ Rene 41 โดยที่การคืบคลานสูงกว่า 650 C ควบคุม, 625 หรือ Hastelloy X สำหรับกล่องและห้องเผาไหม้ - จากนั้นตั้งชื่อเกรด ASTM และรุ่น AMS ไม่ใช่เฉพาะชื่อทางการค้า

การตัดสินใจคือการจับคู่กันสามทางระหว่างอุณหภูมิ ความเค้น และความสามารถในการแปรรูป อุณหภูมิต่ำกว่าประมาณ 650 C โดยมีความต้องการความแข็งแรงและความสามารถในการเชื่อมสูง 718 เป็นค่าเริ่มต้น ในกรณีที่การคืบคลานสูงกว่า 620-650 C ควบคุมชิ้นส่วนที่หมุนได้ ให้ย้ายไปที่ Waspaloy และสำหรับแผ่นงานเน้นย้ำ/การตีขึ้นรูปที่ร้อนแรงที่สุดไปที่ Rene 41

เคส วงแหวน ซีล และท่อต่างๆ ใช้สารละลายของแข็ง 625 ไลเนอร์เผาไหม้ใช้ Hastelloy X แต่ละตัวเลือกจะถูกแก้ไขตามข้อกำหนด: 718 ถึง ASTM B637 / AMS 5662, Waspaloy ถึง ASTM B637 / AMS 5708 และอื่นๆ หน้ากลุ่มผลิตภัณฑ์ Inconel และ Hastelloy ของเราแสดงรายการเกรดหุ้นที่อยู่เบื้องหลังตัวเลือกเหล่านี้

คู่มือการเลือกโลหะผสมตามส่วนกังหัน

ต้นทุนและระยะเวลารอคอยในการตีขึ้นรูปกังหันซุปเปอร์อัลลอยด์คือเท่าใด

ราคาของการตีกังหันจะกำหนดโดยค่าพรีเมียมของโลหะผสม อัตราส่วนการซื้อต่อการบิน เส้นทางการหลอม ขอบเขต NDT และเครื่องมือ ไม่ใช่ราคาต่อกิโลกรัมแท่ง

ซูเปอร์อัลลอยนิกเกิลมีราคาสูงกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนหรือสเตนเลสหลายเท่า ดังนั้นมวลที่คุณจ่ายไปแต่ไม่เคยบินเลยจึงมีอิทธิพลเหนือต้นทุน การหลอมเหลวสามเท่า, UT คลาส AA 100%, การกัดแบบมาโครและแพ็คเกจเอกสารฉบับเต็มทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้นจริง แต่เป็นข้อพิสูจน์ว่าชิ้นส่วนนั้นผ่านการรับรอง ระยะเวลารอคอยสินค้าตั้งแต่การหลอมแท่งเหล็ก การตีขึ้นรูป การให้ความร้อน และ NDT โดยมีเครื่องมือแบบตายตัวหรือไอโซเทอร์มอลอยู่ด้านบน - วางแผนเป็นสัปดาห์หรือเป็นเดือน หรือนานกว่านั้นสำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่หรือชิ้นส่วนที่มีความสำคัญต่อการบิน การซื้อด้วยข้อกำหนดที่รัดกุมและถูกต้องและเส้นทางที่ใกล้เน็ตคือสิ่งที่ควบคุมทั้งต้นทุนและกำหนดการได้จริง

สำหรับการเปรียบเทียบกับโลกของผลิตภัณฑ์ปลอมแปลง หน้าข้อต่อปลอมแปลง ASME B16.11 และข้อต่อท่อปลอมแปลงของเราครอบคลุมส่วนประกอบปลอมแปลงที่มีขนาดเล็กกว่า และหน้า Incoloy 800H / 800HT ของเราครอบคลุมโลหะผสมดัดขึ้นรูปที่อุณหภูมิสูงที่ใช้ในโซนที่อุ่นกว่าและมีความเครียดต่ำกว่าของเครื่องจักร

คำถามที่พบบ่อย

ที่พบมากที่สุดคือจาน เพลา ใบมีด ซีล และแหวน Inconel 718; จานโรเตอร์และเพลา Waspaloy และ Rene 41 สำหรับส่วนที่ร้อนกว่า อินโคเนล X-750 ใบ สลักเกลียว และสปริง และตัวเรือน วงแหวน และซีล Inconel 625 สารละลายแข็ง รวมถึงไลเนอร์ Hastelloy X และท่อเปลี่ยนผ่าน ดู Inconel 718 และ Hastelloy X สำหรับรายละเอียดเกรด

อะไรคือความแตกต่างระหว่าง Inconel 718 และ Waspaloy สำหรับการตีขึ้นรูป?

718 ได้รับการเสริมความแข็งแกร่งด้วยแกมมา-ดับเบิ้ลไพรม์ (Ni3Nb) และให้ความแข็งแรงที่อุณหภูมิห้องสูงสุดและเชื่อมได้ง่ายที่อุณหภูมิประมาณ 650 C; Waspaloy ได้รับการเสริมความแข็งแกร่งด้วยแกมมาไพรม์ (Ni3(Al,Ti)) และรักษาความแข็งแรงของการแตกร้าวจากการคืบให้สูงกว่าประมาณ 620-650 C ถึง 870 C สำหรับชิ้นส่วนที่อยู่นิ่ง แต่จะเชื่อมได้ยากกว่า ทั้งสองได้รับการคุ้มครองโดย ASTM B637

การตีกังหัน Inconel 718 สามารถทนต่ออุณหภูมิใดได้บ้าง

Inconel 718 ถูกใช้อย่างต่อเนื่องจนถึงประมาณ 650 C (1200 F) และในช่วงเวลาสั้นๆ จนถึง 700 C (1290 F) ที่อุณหภูมิสูงกว่าประมาณ 700 C ตะกอนแกมมา-ดับเบิ้ลไพรม์จะหยาบและเปลี่ยนเป็นเฟสเดลต้า และโลหะผสมจะสูญเสียข้อได้เปรียบด้านความแข็งแกร่ง

ASTM B637 ครอบคลุมถึงอะไรบ้าง?

ASTM B637 เป็นข้อกำหนดสำหรับแท่งโลหะผสมนิกเกิลที่ตกตะกอน การตีขึ้นรูป และสต็อกการตีขึ้นรูปสำหรับการให้บริการที่อุณหภูมิสูง รวมถึง Inconel 718, X-750, 706 และ Waspaloy AMS ที่ออกร่วมกัน (เช่น AMS 5662 สำหรับ 718, AMS 5708 สำหรับ Waspaloy) กำหนดรายละเอียดการรักษาความร้อนและการทดสอบที่แน่นอน

ASTM B564 ครอบคลุมถึงอะไรบ้าง?

ASTM B564 ครอบคลุมการตีโลหะผสมนิกเกิลในวงกว้างมากขึ้น - Inconel 625, 600 และ X-750, Hastelloy X และ C-276, Incoloy 825, Monel 400 และอื่นๆ - สำหรับบริการทนต่อการกัดกร่อนและความร้อนทั่วไป เป็นข้อกำหนดปกติสำหรับสต็อกและการตีขึ้นรูปกังหันสารละลายของแข็ง

เหตุใดการไหลของเกรนจึงมีความสำคัญในการปลอมแปลงจานกังหัน

รอยแตกจากความล้าจะเป็นไปตามเส้นทางที่มีความต้านทานน้อยที่สุด ดังนั้นการไหลของเกรนที่ไปตามรูปร่างของแผ่นดิสก์จึงช่วยคัดแยกรอยแตกออกจากพื้นผิวที่มีแรงเค้นสูง การกัดแบบมาโครตาม ASTM E381 / E340 เป็นหลักฐานว่าการไหลตรงกับแบบ และทิศทางการไหลระบุไว้ในการตีขึ้นรูป แต่ไม่ได้สันนิษฐานไว้

อัตราส่วนการลดที่จำเป็นสำหรับการตีกังหันคืออะไร?

โดยทั่วไปการลดการตีขึ้นรูปขั้นต่ำประมาณ 4:1 และชิ้นส่วนที่หมุนได้ เช่น จานเบรกและเพลา โดยทั่วไปจะมีการกำหนดไว้ที่ 6:1 ถึง 8:1 เพื่อแยกโครงสร้างเดนไดรต์แบบหล่อออกและปิดรูพรุน

Sub-solvus เทียบกับ super-solvus forging คืออะไร?

การตีเหล็ก 718 ใต้เดลต้า (Ni3Nb) โซลวัสทำให้ได้เกรนที่ตกผลึกใหม่อย่างดี มีความแข็งแรงสูงและมีอายุการใช้งานที่เหนื่อยล้าในวงจรต่ำ การตีขึ้นรูปเหนือโซลวัสจะทำให้เมล็ดหยาบมีอายุการคืบคลาน/การแตกร้าวที่ดีขึ้น และรอยแตกร้าวที่คงอยู่ช้าลง ทางเลือกนี้เกิดขึ้นโดยเจตนาและขนาดเกรนที่ได้จะได้รับการตรวจสอบตาม ASTM E112

การทดสอบแบบไม่ทำลายที่จำเป็นสำหรับการตีขึ้นรูปกังหันมีอะไรบ้าง

การตีขึ้นรูปที่วิกฤตการบินหรือกำลังวิกฤตได้รับการทดสอบด้วยคลื่นอัลตราโซนิกเชิงปริมาตร 100% (AMS 2154 Class AA หรือ ASTM A388 / ASTM E2375) การทดสอบการแทรกซึมบนพื้นผิว (ASTM E165) หรือการทดสอบอนุภาคแม่เหล็ก (ASTM E1444) และการกัดแบบมาโคร (ASTM E381 / E340) เพื่อพิสูจน์การไหลของเกรน ไม่มีการทดสอบใดที่มองเห็นทุกสิ่ง ดังนั้นเลเยอร์ต่างๆ จึงประกอบกัน

AMS 2154 คลาส AA คืออะไร

AMS 2154 เป็นข้อกำหนดด้านการบินและอวกาศสำหรับการตรวจสอบโลหะดัดด้วยคลื่นอัลตราโซนิก คลาส AA คือระดับการยอมรับที่เข้มงวดที่สุด ซึ่งใช้สำหรับชิ้นส่วนที่หมุนได้ระดับพรีเมียม เช่น จานกังหันและเพลา ซึ่งความแข็งแรงภายในเป็นสิ่งสำคัญ

การฝึกหลอมแบบใดที่ใช้สำหรับการตีขึ้นรูปซูเปอร์อัลลอยด้านการบินและอวกาศ

การตีขึ้นรูปคุณภาพการบินและอวกาศเริ่มต้นจากการหลอมด้วยการเหนี่ยวนำสุญญากาศ บวกกับการหลอมด้วยไฟฟ้าสแลก (VIM+ESR) ชิ้นส่วนที่หมุนอยู่มักจะหลอมละลายสามเท่า (VIM+ESR+VAR) ตัวเลขความร้อนจะติดตามชิ้นส่วนที่เสร็จแล้วกลับไปยังจุดหลอมละลายดั้งเดิม

เหตุใดการตีขึ้นรูปซูเปอร์อัลลอยด์จึงปลอมแปลงได้ยาก

โดยจะรักษาความแข็งแรงที่อุณหภูมิการตีขึ้นรูป มีหน้าต่างการทำงานที่แคบ และไวต่ออัตราความเครียด ดังนั้นอุณหภูมิที่ไม่ถูกต้องหรือการไล่ระดับจะทำให้เกิดการแตกร้าวขนาดเล็ก การทำความร้อน การไล่ระดับ และการลดขนาดที่ควบคุมได้คือสิ่งที่ทำให้การตีขึ้นรูปสะอาด

การจัดส่งเครื่องตีกังหันควรมีเอกสารอะไรบ้าง?

อย่างน้อยที่สุดต้องมีรายงานการทดสอบวัสดุ EN 10204 3.1 พร้อมความสามารถในการติดตามหมายเลขความร้อน ใบรับรองความสอดคล้อง การตรวจสอบบทความแรก แผนภูมิการอบชุบด้วยความร้อน และรายงาน NDT คาดว่าจะได้รับการรับรองจาก NADCAP สำหรับกระบวนการพิเศษที่มีความสำคัญต่อเที่ยวบิน

Inconel 718 สามารถเชื่อมได้หรือไม่?

ใช่ ดีกว่าซูเปอร์อัลลอยที่มีความแข็งแรงสูงส่วนใหญ่ การตกตะกอนแกมมา-ดับเบิ้ลไพรม์ของมันก่อตัวช้าๆ ดังนั้น 718 จึงสามารถเชื่อมได้ในสภาวะที่ได้รับการบำบัดด้วยสารละลาย และบ่มหลังจากนั้นโดยไม่มีการแตกร้าวจากอายุความเครียดที่ส่งผลต่ออัลลอยด์แกมมา-ไพรม์ เช่น Waspaloy และ Rene 41

Hastelloy X สามารถปลอมแปลงเป็นชิ้นส่วนกังหันได้หรือไม่

ใช่. Hastelloy X (UNS N06002) ได้รับการหล่อหลอมสำหรับท่อส่งความร้อน ท่อเปลี่ยนผ่าน แหวน และฮาร์ดแวร์ระบบเผาทำลายหลังการเผาไหม้ ซึ่งความต้านทานต่อออกซิเดชันที่ประมาณ 870 C (1600 F) มีความสำคัญมากกว่าความแข็งแกร่งสูงสุด การตีขึ้นรูปได้รับการคุ้มครองโดย ASTM B564; ดู Hastelloy X.

อัตราส่วนการซื้อต่อการบินคืออะไร และเหตุใดจึงมีความสำคัญ

Buy-to-fly คืออัตราส่วนของมวลบิลเล็ตดิบต่อมวลชิ้นส่วนสำเร็จรูป การตีขึ้นรูปด้วยความร้อนคงที่ใกล้สุทธิของ 718 สามารถเข้าถึงได้ประมาณ 1.3:1 ในขณะที่แม่พิมพ์แบบเปิดขนาดใหญ่อาจเริ่มต้นที่สูงกว่า 4:1; ซูเปอร์อัลลอยด์ที่คุณจ่ายไปแต่ไม่เคยบินถือเป็นต้นทุนส่วนใหญ่ของชิ้นส่วน ดังนั้นเส้นทางที่ใกล้เน็ตและ HIP ของวัสดุระดับพรีเมียมจึงคุ้มค่าที่จะติดตาม

การตีกังหันซุปเปอร์อัลลอยด์ใช้เวลานานแค่ไหน?

ระยะเวลารอคอยสินค้าตั้งแต่การหลอมแท่งเหล็ก การตีขึ้นรูป การให้ความร้อน และ NDT โดยมีเครื่องมือแบบตายตัวหรือไอโซเทอร์มอลอยู่ด้านบน โดยทั่วไปจะเป็นสัปดาห์หรือเป็นเดือน และนานกว่านั้นสำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่หรือชิ้นส่วนที่มีความสำคัญต่อการบิน ข้อกำหนดที่รัดกุมและถูกต้องและเส้นทางที่ใกล้เน็ตคือกำหนดการควบคุม

การตีขึ้นรูปกังหันจำเป็นต้องกดแบบไอโซสแตติกแบบร้อน (HIP) หรือไม่

HIP ใช้กับงานตีขึ้นรูประดับพรีเมียมและรูปทรงใกล้ตาข่ายเพื่อปิดรูพรุนภายใน และปรับปรุงความล้าและการตรวจสอบได้ และเป็นเรื่องปกติสำหรับชิ้นส่วนที่หมุนได้ที่สำคัญ ไม่ว่าจะจำเป็นหรือไม่นั้นจะขึ้นอยู่กับข้อกำหนดในการซื้อและระดับการยอมรับ NDT