Nconel X-750 سلك الربيع: حل مقاوم للحرارة لصناعات الطيران والفضاء والطاقة

الربيع الذي ينجو من 600 درجة مئوية ثابتة ليس تلقائيًا ربيعًا ينجو من عشرة آلاف دورة بين 20 و 600 درجة مئوية. الفشل في الشرطين بسبب آليات مختلفة.الحالة الثابتة محدودة من قبل الاصطدام والإسترخاء، والحالة الدورية محدودة بالجهد الحراري الذي لا يمكن أن يتجنبه الربيع ، والذي يحول فرق درجة الحرارة إلى إجهاد قبل أي تحميل خارجي يتم تطبيقه.

هذا التمييز هو ما تمتلكه صناعات الطيران والطاقة مشتركة. دورة محرك الطائرة بين الأرض العاطلة والإقلاع، ودورة محطة الطاقة بين البدء البارد والحمل الكامل.كلاهما يوصف بأنها تطبيقات درجة حرارة عالية، وفي كلتا الحالتين يكون الإصابة بالضرر هو المنحدر وليس الحمولة. تم اختيار الربيع الذي تم اختياره فقط مقابل درجة حرارة قصوى مقابل نصف عمله.

هذه الصفحة تعمل من خلال الجانب الحراري من الربيع في تطبيق الدراجات: من أين يأتي الإجهاد الحراري، كم هو كبير ل X-750, لماذا يركز على ثلاثة خصائص من التجميع الحقيقي,وكيف يجمع مع الاسترخاء الذي تنتجه نفس درجة الحرارة.

الجسم الحر يتوسع عندما يتم تسخينه ولا يطور أي ضغط. الجسم المقيد يريد التوسع بنفس الكمية ولا يستطيع، لذلك يصبح الفرق ضغطًا والضغط يصبح ضغطًا.ثلاثة كميات تحدد حجم هذا التوتر، وكل ثلاثة يتم نشرها ل X-750.

التقدير القياسي لجزء مقيد بالكامل هو النموذج مضروبة في معامل التوسع وتغير درجة الحرارة، مقسمة على واحد ناقص نسبة بويسون.ل X-750 في درجة حرارة الغرفة خصائص التي تعطي حوالي 4.1 مبا من الضغط لكل كلفن من تغير درجة الحرارة، قبل إضافة أي تحميل.

يتم حساب الأرقام أعلاه من النموذج المنشور، ومعامل التوسع، ونسبة بويسون للسبائك، مع ثلاثة افتراضات المذكورة بحيث يمكن تحديها.القيود كاملة، والتي هي أسوأ الحالة ونادراً ما تكون صحيحة في التجميع الحقيقي. لا يوجد الاسترخاء البلاستيكي، وهو غير صحيح بمجرد أن يصل التوتر إلى الإنتاج.الذي يبالغ في التوتر عند درجة حرارة عالية لأن النموذج ينخفض مع تسخين المعدنالغرض من الجدول هو إظهار ترتيب الحجم، وترتيب الحجم هو النقطة:تغير درجة الحرارة من 200 درجة مئوية كاف للوصول إلى العائد في X-750 مقيد بالكامل دون أي حمل خارجي.

ولأن الافتراضات محافظة، فإن الإجهاد الحقيقي أقل، واستجابة التصميم هي نفسها في كلتا الحالتين.والإعفاء من التوسع هو سمة رسمية وليست خاصية مادية.

يصف منحنى التعب الذي يتم قياسه في درجة حرارة ثابتة جزءًا يتم الاحتفاظ به في تلك درجة الحرارة ويتم تحميله ميكانيكياً. يعاني الربيع في مصنع الدراجات من حالة ثانية:يتم تحميلها من قبل درجة الحرارة نفسها، ومدى الإجهاد يأتي من التوسع وليس من قوة خارجية. ينتج الاثنان حياة مختلفة في نفس نطاق الإجهاد الاسمي،لأن الدورة الحرارية تحرك المادة أيضا من خلال مجموعة من درجات الحرارة التي تتغير فيها قوتها ومرونتها.

النتيجة العملية هي أن الربيع المؤهل باختبار التعب الحراري عند درجة الحرارة العليا لم يتم تأهيله للدورة الحرارية بين الطرفين.يطبق الاختبار الذي يصف الوظيفة نطاق درجة الحرارة على الأجهزة المجمعة، أو تطبيقه على قسيمة في منصة التي تعيد إنتاج القيود.

في التجميع الحقيقي لا يكون القيود متساوية أبداً، والإجهاد الحراري يركز حيث يتم الاحتفاظ بالربيع.وكل منهما لديه استجابة تصميمية تكلف أقل من تغيير مادي.

قضية عصا التوجيه هي تلك التي تنتج فشلاً بدون سبب معدنيواللفائف ثم يتصرف كعمود صلب في التوتر الذي لم يتم تصميم السلك لحملالحد الذي يمنعه هو وظيفة من متوسط قطر، معامل التوسع، وارتفاع درجة الحرارة، وهو بعد على الرسم.

التطبيق الساخن لا يختار بين الاسترخاء والتعب الحراري. إنه يطبق كليهما، ويتفاعلان بطريقة تقصير الحياة أكثر من أي واحد وحده.الاسترخاء يزيل الحمل أثناء الحمل، لذلك يجلس الربيع أقل مع كل دورة، والموقف الأدنى يغير حالة الإجهاد التي ينتجها المنحدر الحراري التالي.التعب الحراري ثم يبدأ شق في قسم الذي تم إعادة توزيع الضغط بالفعل من قبل الاسترخاء.

الترتيب مهم أيضاً الربيع الذي يسترخ بسرعة أثناء الإحتواء الأول يفقد الحمل المسبقوالتي يمكن أن تكون أقل ضررا من الربيع الذي يحمل حمولته ودورات في الإجهاد التصميمهذا هو السبب في أن رقم الاسترخاء وحده لا يتنبأ بعمر جزء الدراجة، ولماذا قام المورد الذي يقتبس فقط نسبة الاسترخاء بالرد على سؤال مختلف.

استجابة المادة هي تلك التي يصفها المنتج للحالة المستمرة المعالجة الثلاثية149 درجة مئوية تليها احتواء استقرار عند 843 درجة مئوية لمدة 24 ساعة ومعالجة هطول في 704 درجة مئوية لمدة 20 ساعة، يوصى بها للعمل فوق 593 درجة مئوية حيث يتم تحمل الأحمال ، وهو يعطي أقصى قوة الزحف والإسترخاء في هذه النطاق.جزء الدورة التي تقضي وقت في درجة الحرارة العليا تنتمي إلى هذه الحالةلأن الحمولة هي المكان الذي يتراكم فيه الاسترخاء

X-750 يساهم في معامل التوسع من حوالي 7.8 × 10^-6في/في/°F في النطاق العامل، مقياس ينخفض من 31.0 إلى 25.0 × 10³في درجة حرارة الغرفة إلى 538 درجة مئوية، والقوة المفيدة إلى 704 درجة مئوية. هذه هي الأرقام التي تضعها في التطبيق.

ما يجب أن يقدمه التصميم هو حرية التوسع، والتي تأخذ ثلاثة أشكال:الإفراج الشعاعي عند الدليل الذي يتم احتسابه عند درجة الحرارة العليا، ومادة مقعد تمتد بالقرب من الربيع بحيث يبقى الفرق داخل النطاق المرن.الربيع الذي هو الصحيح في جميع النواحي الثلاثة سوف تتجاوز سبائك أفضل في تركيب جامدة.

المقارنة مع مواد أقل توسع تستحق الإشارة مرة واحدة.^-6في درجة فهرنهايت، وهو حوالي 50 ٪ أكثر من X-750، لذلك مجموعة مقيدة في أن الفولاذ يطور حوالي 50 ٪ مزيد من الإجهاد الحراري لنفس تغير درجة الحرارة.يتم اختيار سبيكة النيكل لمقاومتها عند درجة الحرارة ومقاومتها للتأكسيد، وانخفاض توسعها هو فائدة ثانوية تهم أكثر في تصميم مقيد بقسوة.

يتم تغطية الأسلاك للربيعات بواسطة AMS 5698 في الصلابة رقم 1 و AMS 5699 في الصلابة الرابعة. يتم تغطية العصي والصناعات الصلبة بواسطة AMS 5667 و 5668 و 5670 و 5671 و 5747 ،الصفحة واللوحة حسب AMS 5542 و 5598، والأنابيب السلسة من قبل AMS 5582. التكوين هو 70.00٪ النيكل الحد الأدنى بالإضافة إلى الكوبالت، 14.0 إلى 17.0٪ الكروم، 5.0 إلى 9.0٪ الحديد، 2.25 إلى 2.75٪ التيتانيوم، و 0.40 إلى 1.00٪ الألومنيوم، مع 0.70 إلى 1.20٪ نيوبيوم زائد التنتالوم

الوثيقة تتبع الشكل والمعالجة الحرارية، ومحل الربيع الذي يستبدل مواصفات شريط لمواصفات الأسلاك قد غيرت الحالة وكذلك الشكل.علاج الشيخوخة في وثائق الأسلاك مكتوبة للأسلاك، والمعالجة في الوثائق شريط مكتوب للشريط، والثنين ليست قابلة للتبادل على الرغم من أن سبائك هو نفسه.

ستة عناصر تصف الواجب الحراري، والثلاثة الأولى هي تلك التي تتركها رسومات درجة حرارة الغرفة.

توفر DLX Inconel X-750 في تشانغتشو ، جيانغسو ، في الأسلاك من 0.025 مم ، والعصا المستديرة إلى 50 مم ، والشريط من 0.50 مم إلى 2.5 مم في السماكة ، والأنابيب والألواح في أحجام المصنع القياسية.يتم توفير المواد وفقا لمواصفات AMS المذكورة في الطلب، مع شهادة EN 10204 3.1 عند الطلب ورقم الحرارة القابل للتعقب إلى نتائج الاختبار.

السؤال الذي يقرر الاقتباس هو الدورة الحرارية وليس الحرارة القصوى.الربيع الذي يتم الاحتفاظ به في 600 درجة مئوية والربيع الذي يدور بين 20 و 600 درجة مئوية هي أوامر مختلفة لنفس السبائك، لأن الأول يقتصر على الاسترخاء والثاني من قبل التوتر أن التثبيت لن يسمح له تخفيف.

لا، السبائك المقاومة للحرارة تجيب على سؤال ما إذا كانت المادة تحتفظ بقوة عند درجة الحرارة العالية.تطبيق الدراجات يسأل أيضا ما يحدث للشعب عندما يتم تقييد الجزء وتغير درجة الحرارة، والجواب يأتي من معامل التوسع، والمعيار، والتركيب. يمكن للسبيكة ذات التوسع المنخفض والقوة المنخفضة أن تتفوق على الأقوى في تركيب جامد.

حوالي 4.1 MPa لكل كلفين من تغير درجة الحرارة ، والتي يتم حسابها من النموذج المنشور من 31.0 × 10³ksi، معدل التوسع حوالي 14 × 10^-6لكل درجة مئوية، ونسبة بويسون 0.29لذلك يصل التغير في درجة حرارة 200 درجة مئوية إلى حوالي 810 مبا في القيود الكاملة، وهو ما يعادل قوة الانسحاب للمواد المسنة.القيمة الحقيقية أقل لأن أي تجميع غير مقيد تماما ولأن النموذج ينخفض مع تسخين المعدن، ويستخدم الحساب لإظهار ترتيب الحجم وليس الإجهاد التصميمي.

أجل، ولهذا الأمر مهمّ، إنّ الضغط الحراري يظهر في الجزء قبل أن يتمّ تطبيق الحمل الخارجي،لذا فإن الملف يرى مجموع الاثنين في القطر الداخلي حيث التوتر الميكانيكي هو أعلى بالفعلالتصميم الذي تحقق من إجهاد الربيع في درجة حرارة الغرفة والإجهاد الحراري بشكل منفصل لم تحقق من حالة تسبب الفشل.

لأن متوسط قطر يزداد مع درجة الحرارة في حين أن الدليل يزداد بمقدار مختلف إذا كان مادة مختلفة.واللفائف ثم يتصرف كعمود صلب في التوتر لم يتم تصميم السلك ليجب حساب الإفراج عند درجة الحرارة العليا، باستخدام معامل التوسع لكلا المواد.

نعم، حيث يقضي الجزء الوقت في أعلى النطاق.يوصي المنتج بالمعالجة الثلاثية للخدمة فوق 593 درجة مئوية مع أحمال مستمرة ووصفها بأنها تعطي أقصى قوة الزحف والاسترخاء في هذه النطاق. جزء الدراجة يتراكم الاسترخاء أثناء الإقامة، لذلك العلاج الذي يقاوم الاسترخاء في درجة الحرارة العليا هو الذي يحمي الحياة.

مصدر الإجهاد: يطبق الاختبار العازل الحرارية حمولة ميكانيكية في درجة حرارة ثابتة ، ويطبق اختبار التعب الحراري نطاق درجة حرارة على جزء مقيد.يُنتج الاثنان حياة مختلفة عند نفس نطاق الإجهاد الاسمي، لأن الدورة الحرارية تحرك المادة أيضًا من خلال نطاق تتغير فيه قوتها ومرونتها ، ويأتي التوتر من القيود وليس من قوة خارجية.

المقاومة الحرارية هي خاصية المواد، والدورة الحرارية هي شرط التصميم. X-750 يوفر للممتلكات بقوة مفيدة إلى 704 درجة مئوية، وحدة من 31.0 × 10³ksi عند درجة حرارة الغرفة، ومعامل التوسع حوالي 7.8 × 10^-6في نطاق العمل. يقدم التصميم الباقي ، والباقي هو حرية التوسع في المقعد ، والمسافة الشعاعية في الدليل ،ومواد المقعد التي تبقى توسعها بالقرب من الربيع.

يتطور جزء مقيد بالكامل حوالي 4.1 MPa لكل كلفين ، والذي يصل إلى قوة السلبية للمواد المسنة عند تغير 200 درجة مئوية.لا يوجد تجميع مقيد بالكامل ويقل المودول مع درجة الحرارة، وبالتالي فإن التوتر الحقيقي أقل. الاستنتاج لا يعتمد على الرقم الدقيق: الربيع في تطبيق الدراجات الحد من قبل التوتر الذي لا يسمح التثبيت تخفيفه،وهذا الحد هو وضع على الرسم.

المجلة التقنية الخاصة بالمعادن الخاصة للسبائك INCONEL X-750، المنشور SMC-067. المصدر رقم UNS N07750 ورقم Werkstoff 2.4669، الحدود التكوينية من 70.00 ٪ النيكل الحد الأدنى بالإضافة إلى الكوبالت و 14.0 إلى 17.0 ٪ الكروم، متوسط التوسع الخطي من 7.8 × 10^-6in/in/°F من 70 إلى 800 °F، مقياس المرونة 31.0 × 10³ksi عند 70 درجة فهرنهايت و 25.0 × 10³ksi عند 1000 درجة فهرنهايت، نسبة بويسون 0.29، المقاومة المفيدة إلى 704 درجة مئوية ، المعالجة الثلاثية في 1149 درجة مئوية ، 843 درجة مئوية لمدة 24 ساعة ، و 704 درجة مئوية لمدة 20 ساعة ، بيان أن هذه الطريقة تعطي الحد الأقصى من الزحف ، الاسترخاء ،و مقاومة للكسر فوق 593 درجة مئوية، ومواصفات المنتج حسب الشكل.

AMS 5698 و AMS 5699 ، مواصفات المواد الفضائية للأسلاك من سبيكة النيكل X-750 في الرقم 1 والعواصف الرباعية.

AMS 5667، 5668، 5670، 5671، و 5747، مواصفات المواد الفضائية لسبائك النيكل X-750 البار، وتصنيع، والخواتم.

AMS 5542 و AMS 5598 ، مواصفات المواد الفضائية للصفائح و الشرائط و الألواح من سبيكة النيكل X-750

AMS 5582، مواصفات المواد الفضائية للأنابيب السلسة من سبيكة النيكل X-750.

ASTM E2368 ، الممارسة القياسية لاختبار التعب الحراري الميكانيكي المسيطر على الإجهاد ، كمرجع للطريقة لنتائج التعب الحراري.

ASTM E606 ، طريقة اختبار قياسية لاختبار التعب المسيطر عليه بالجهد ، باعتبارها المرجعية للطريقة للمقارنة الحرارية.

EN 10204 ، وثائق التفتيش ، لتعريف شهادة 3.1 كوثيقة تحمل نتائج الاختبار الفعلية ومؤكدة من قبل ممثل التفتيش المستقل للمصنع.

يتم حساب قيم الإجهاد الحراري في هذه الصفحة من الثوابت الفيزيائية المنشورة للسبائك ، مع افتراض القيود الكاملة ، السلوك المرن ،وحدة حرارة الغرفة المذكورة في النص، وهي تقديرات من طراز الكبر وليس الإجهادات التصميمية. التجميع الحقيقي هو مقيد جزئيا، والعائدات محليا، وتعمل في مقياس أقل من قيمة درجة حرارة الغرفة،لذلك فإن التوتر المقياس أقل من التوتر المحسوب ويجب تأكيد التصميم من خلال التحليل أو الاختبارمعاملات التوسع هي متوسط القيم على فترة محددة، والتصميم الذي يعتمد على نطاق ضيق يجب أن يستخدم البيانات لهذه النطاق. تعتمد نتائج التعب والاسترخاء على نطاق التوتر،الحرارة، والسطح، والمعالجة الحرارية، بحيث لا يتنبأ المنحنى المنشور لشروط واحدة أخرى.لا شيء في هذه الصفحة يمكن أن يحل محل الإصدار الهندسي أو اختبار المؤهلات المتفق عليه بين المشتري والمورد.