1: Beth yw cyfansoddiad metelegol sylfaenol a mecanwaith cryfhau Incoloy 901 (UNS N09901 / AMS 5661), a pham ei fod yn unigryw ar gyfer cymwysiadau tyrbin nwy straen uchel?
Mae Incoloy 901 (a elwir hefyd yn NIMONIC 901) yn wlybaniaeth-haearn wedi'i galedu, wedi'i nicel-uwchalloy cromiwm sydd wedi'i gynllunio ar gyfer{5}}cryfder tymheredd uchel eithriadol. Mae ei gyfansoddiad yn gydbwysedd gofalus:
Sylfaen: Nicel (~42%) a Haearn (~36%) sy'n darparu'r matrics austenitig.
Cryfderau: Mae cyfuniad critigol o Titaniwm (~2.9%) ac Alwminiwm (~0.2%) yn ffurfio'r cyfnod cryfhau sylfaenol, sef y rhyngfetelaidd trefnedig (gamma-prime, Ni₃(Al,Ti)), wrth heneiddio.
Cryfyddion Atebion Solid: Mae cromiwm (~ 12.5%) yn darparu ymwrthedd ocsideiddio a chryfhau hydoddiant solet, tra bod Molybdenwm (~ 5.8%) yn ychwanegu cryfder a sefydlogrwydd.
Rheoli Ffiniau Grawn: Ychwanegir boron a Charbon isel ar gyfer cryfder ffin grawn a gwrthiant ymgripiad.
Mecanwaith Cryfhau: Yn wahanol i aloeon - toddiant solet (ee, Hastelloy X), mae Incoloy 901 yn deillio o'i gryfder o galedu dyddodiad. Mae'r deunydd yn ateb cyntaf-wedi'i anelio ar ~1095 gradd (2000 gradd F) i hydoddi elfennau aloi, yna ei oeri'n gyflym. Mae triniaeth heneiddio dau gam (ee, 775 gradd yna 720 gradd ) yn achosi gwasgariad mân unffurf o ronynnau o fewn y grawn. Mae'r gronynnau hyn yn rhwystrau aruthrol i symudiad dadleoli, gan ddarparu cryfder tynnol, ymgripiad a straen rhagorol ar dymheredd o 540 gradd i 650 gradd (1000 gradd F i 1200 gradd F). Mae hyn yn ei gwneud yn well na llawer o ddur di-staen ac aloion toddiant solet yn yr ystod tymheredd critigol hwn ar gyfer tyrbinau nwy, lle mae straen allgyrchol a thermol yn eithafol.
2: Ym mha gydrannau injan tyrbin nwy penodol y mae taflen a phlât Incoloy 901 wedi'u pennu amlaf, a pha ofynion dylunio y mae'n eu cyflawni?
Mae Incoloy 901 wedi'i nodi ar gyfer cydrannau sy'n gweithredu o dan y pwysau mecanyddol uchaf ar dymheredd uchel yn yr adran ganol o beiriannau tyrbin nwy. Mae ei ddefnydd yn cael ei ysgogi gan ei gryfder tynnol uchel a chyflymiad digyffelyb-i-cymhareb dwysedd.
Cydrannau Cylchdroi Critigol: Mae ei brif gymhwysiad mewn disgiau tyrbin (rotorau) a disgiau cywasgydd yn y cyfnodau tymheredd uchel diweddarach. Mae'r cydrannau hyn yn destun grymoedd allgyrchol aruthrol ar dymheredd gweithredu lle mae aloion alwminiwm neu ditaniwm yn anaddas. Mae gofaniadau o stoc bar mawr yn nodweddiadol, ond mae ffurfiau plât cysylltiedig yn bwydo i mewn i siapiau sydd wedi'u ffugio ymlaen llaw.
Strwythurau Statig Straen Uchel: Defnyddir ffurflenni dalennau a phlât ar gyfer casinau critigol, modrwyau, morloi, a gorchuddion cywasgydd gwasgedd uchel. Rhaid i'r rhannau hyn gynnal sefydlogrwydd dimensiwn a chywirdeb strwythurol o dan raddiannau thermol cymhleth a llwythi pwysau. Enghraifft benodol yw'r casin hylosgi neu ffrâm ganol y tyrbin, lle mae angen cryfder uchel a ffabrigadwyedd da.
Caewyr a Siafft: Mae bolltau cryfder uchel, cnau a siafftiau tyrbin hefyd yn defnyddio'r aloi hwn.
The key design requirements it meets are: 1) High 0.2% Yield Strength (>795 MPa / 115 ksi ar dymheredd ystafell, yn cynnal cryfder sylweddol ar 650 gradd ), 2) Ymlusgiad eithriadol -bywyd rhwyg (ee, 100+ awr ar 650 gradd o dan straen uchel), a 3) Gwrthiant ocsideiddio digonol hyd at ~815 gradd (1500 gradd F) ar gyfer amlygiad ysbeidiol. Mae ei gyfernod ehangu thermol hefyd yn cydweddu'n ofalus â deunyddiau injan eraill i reoli straen thermol.
3: Beth yw'r protocolau gwneuthuriad, weldio a thrin gwres hanfodol ac arbenigol y mae'n rhaid eu dilyn wrth weithgynhyrchu cydrannau o daflen / plât AMS 5661?
Mae gweithio gydag Incoloy 901 yn gofyn am ddisgyblaeth lem oherwydd ei natur galedu oedran. Rhaid dilyniannu camau gwneuthuriad yn gywir i gyflawni'r priodweddau gofynnol ac osgoi cracio.
Rheol Dilyniant Ffabrigo: RHAID cwblhau'r holl brif ffurfio, peiriannu a weldio yn y cyflwr toddiant - wedi'i anelio (meddal), cyn y driniaeth heneiddio derfynol. Bydd ceisio ffurfio neu weldio'r aloi yn yr hen gyflwr (caledu) yn arwain at gracio ac eiddo gwael.
Triniaeth Wres (Fesul AMS 5661):
Triniaeth Ateb: Cynhesu i 1095 gradd ±15 gradd (2000 gradd F) a dal, yna oeri'n gyflym (yn nodweddiadol diffoddiad olew neu ddŵr) i gadw elfennau aloi mewn hydoddiant.
Sefydlogi (Dewisol ond cyffredin): Cynhesu i 775 gradd - 800 gradd (1425 gradd F - 1475 gradd F) a dal, yna aer oer. Mae hyn yn cynorthwyo gyda pheiriannu ac yn lleihau'r risg o gracio oedran postio.
Triniaeth Heneiddio (Hanfodol): Mae oedran dau gam yn safonol: Yn gyntaf, gwres i 775 gradd ±15 gradd (1425 gradd F) a daliwch am 4 awr, aer oer. Yna, cynheswch i 720 gradd ±15 gradd (1325 gradd F) a daliwch am 24 awr, gan oeri aer. Mae hyn yn achosi'r maint a'r dosbarthiad gorau posibl.
Weldio: Mae weldio yn heriol ac yn gyfyngedig i atgyweiriadau neu uno angenrheidiol.
Proses: Weldio Arc Twngsten Nwy (GTAW / TIG) yw'r prif ddull.
Filler Metal: Defnyddiwch lenwad sy'n cyfateb i-gyfansoddiad neu dros-cyfateb sy'n seiliedig ar nicel{-fel AWS A5.14 ERNiFeCr-1 neu lenwwr aloi arbenigol fel Inconel 617 ar gyfer uniadau annhebyg.
Rhagofalon: Mae'r weldiad yn agored iawn i straen-oedran cracio yn y parth yr effeithir arno (HAZ) yn ystod triniaeth wres ar ôl{-weldio neu mewn gwasanaeth. I liniaru hyn, weldiwch y cyflwr sydd wedi'i drin â datrysiad llawn, defnyddiwch fewnbwn gwres isel, defnyddiwch wres helaeth (~315 gradd / 600 gradd F), a dilynwch y weldio gyda chylchred ail-ateb ac ail-oedran llawn os yw priodweddau terfynol y gydran yn hollbwysig.
4: Sut mae perfformiad Incoloy 901 yn cymharu â superalloys tyrbin cyffredin eraill fel Inconel 718 a Waspaloy o ran cryfder, gallu tymheredd, a ffabrigadwyedd?
Mae'r dewis rhwng y dyodiad-superalloys hyn wedi'u caledu yn fasnach beirianyddol allweddol-yn seiliedig ar ofynion tymheredd a straen.
vs Inconel 718 (UNS N07718):
Cryfder / Tymheredd: Mae Incoloy 901 yn cynnig cryfder tynnol a ymgripiad uwch uwchlaw tua 595 gradd (1100 gradd F). Mae cam cryfhau cynradd Inconel 718 ('') yn dechrau brashau a hydoddi uwchlaw'r tymheredd hwn, gan arwain at ostyngiad cyflym mewn cryfder . 901 yn cynnal cryfder defnyddiol hyd at tua 650-700 gradd (1200-1300 gradd F).
Ffabrigrwydd / Weldadwyedd: Mae Inconel 718 yn llawer gwell. Mae'n weldadwy iawn ac yn gallu gwrthsefyll straen-cracio oedran, sy'n golygu mai dyma'r dewis a ffefrir ar gyfer strwythurau weldio cymhleth. 901 mae'n wael o'i gymharu.
vs Waspaloy (UNS N07001):
Cryfder / Tymheredd: Yn gyffredinol, mae gan Waspaloy gryfder ymgripiad a rhwygiad gwell ar ben uchaf yr ystod tymheredd (650-815 gradd / 1200-1500 gradd F) oherwydd ffracsiwn cyfaint uwch o '. Fodd bynnag, yn aml mae gan Incoloy 901 gryfder cynnyrch tynnol uwch ar dymheredd canolraddol (540-650 gradd) ac mae'n llai trwchus.
Cost a Phrosesu: Mae Incoloy 901, gyda'i gynnwys haearn sylweddol, fel arfer yn fwy cost-effeithiol na'r-nicel, cobalt-uwch sy'n cynnwys Waspaloy. Mae ei driniaeth wres hefyd yn llai cymhleth.
Crynodeb Dethol: Dewiswch Inconel 718 ar gyfer rhannau cymhleth sydd angen weldio ac ar gyfer gwasanaeth o dan ~595 gradd. Dewiswch Incoloy 901 ar gyfer-cryfder uchel, cydrannau cylchdroi ffug a strwythurau sefydlog sy'n gweithredu yn yr ystod 595 gradd i 650 gradd lle nad yw weldadwyedd yn bryder sylfaenol. Dewiswch Waspaloy ar gyfer y rhannau cylchdroi tymheredd uchaf lle mae'r gost yn eilradd i berfformiad ymgripiad brig.
5: Beth yw'r gofynion rheoli ansawdd, profi ac ardystio allweddol a orchmynnir gan AMS 5661 ar gyfer dalen a phlât gradd Incoloy 901 awyrofod?
Mae Manyleb Deunydd Awyrofod (AMS) 5661 yn diffinio protocolau sicrhau ansawdd trwyadl i sicrhau cywirdeb deunydd ar gyfer cymwysiadau hanfodol hedfan.
Dadansoddiad Cemegol: Rhaid gwirio cemeg toddi ar gyfer pob gwres (lot) o ddeunydd. Defnyddir dulliau dadansoddi sbectrograffig neu wlyb i sicrhau cydymffurfiaeth â'r terfynau cyfansoddiadol llym.
Profi Eiddo Mecanyddol: Mae angen profion tynnol (cynnyrch, eithaf, elongation) ar dymheredd ystafell ac ar dymheredd uchel (fel arfer 650 gradd / 1200 gradd F). Cynhelir profion ar sbesimenau a gymerwyd o'r ffurflen cynnyrch gorffenedig (taflen/plât) ar ôl triniaeth wres derfynol.
Rheoli Maint Grawn: Mae AMS 5661 yn nodi rhif maint grawn ASTM gofynnol (5 neu fanach fel arfer). Mae maint grawn mân, unffurf yn hanfodol ar gyfer y blinder gorau posibl a'r priodweddau tynnol. Mae gwerthusiadau Macro ac ati yn safonol.
Straen{0}}Profi rhwyg: Ar gyfer rhaglenni critigol, efallai y bydd angen profion straen-rhwygo fel gwiriad lot neu o bryd i'w gilydd. Cedwir sampl o dan lwyth penodedig ar dymheredd uchel (ee, 650 gradd) nes ei fod yn methu; rhaid i'r amser i rwygo gyrraedd safon ofynnol (ee, lleiafswm o 23 awr o dan straen penodol).
Profion Annistrywiol (NDT): Mae Archwiliad Uwchsonig 100% o blatiau a dalennau yn orfodol fesul ASTM E114 neu debyg i ganfod diffyg parhad mewnol fel cynhwysiant, lamineiddiadau neu wagleoedd. Gellir nodi archwiliad arwyneb trwy dreiddiad hylif (PT) neu gerrynt eddy hefyd.
Ardystio ac Olrhain: Rhaid i gynhyrchydd y deunydd gyflenwi Adroddiad Prawf Deunydd Ardystiedig (CMTR) sy'n rhestru'r holl ganlyniadau prawf ar gyfer y gwres a'r lot benodol, gan gynnwys cemeg, priodweddau mecanyddol, cylchoedd trin gwres, ac adroddiadau NDT. Mae olrheiniadwyedd llawn o doddi i'r cynnyrch terfynol yn ofyniad na ellir ei drafod ar gyfer cadwyni cyflenwi awyrofod.
