INCONEL 718 Обробка для високих - Температурні програми

1

Inconel 718 retains >600 МПа врожайності при 650 градусах, що робить його незамінним для турбінних дисків та вкладишів спалювальних речовин [1]. Звичайна обробка зазнає швидкого зносу інструментів та залишкового стресу на розтяг, компрометування продуктивності втоми [2]. Гібридна кріогенна - обробка лазерної допомоги (молюск) продемонструвала потенціал для пом'якшення цих проблем [3], але систематичні дані при репрезентативних теплових навантаженнях залишаються дефіцитними. Це дослідження кількісно визначає продуктивність молюсків проти базового охолодження повені за допомогою статистично розроблених експериментів та фізики - моделювання температури.

2 Методи дослідження
2.1 Експериментальний дизайн
Ортогональний масив Taguchi L9 був обраний для мінімізації експериментальних пробіжок під час зйомки спочатку - взаємодії з замовленням (табл. 1). Незалежні змінні: швидкість різання (vc), подача (f) та рідина - тиск азоту (p). Залежні змінні: термін експлуатації інструменту (T), флангове зношування (VB), шорсткість поверхні (РА), залишкове напруження (σr).

Таблиця 1 рівні факторів для масиву L9
Рівень|Vc (m min⁻)|F (мм rev⁻)|P (MPA)
1 | 30 | 0.05 | 2
2 | 60 | 0.10 | 4
3 | 90 | 0.15 | 6

2.2 Матеріал та інструменти
Заготовка: Рішення - оброблений та старший інкенсель 718 (AMS 5662), твердість 44 ± 1 HRC. Вставка з різання: Sandvik CNMG 120408 PM, клас 1105 (багатошаровий Тіалн-Тін, 3,5 мкм). Власник інструментів: PSBNR 2525M12, кут підходу 75 градусів, граблі 6 градусів, кліренс 5 градусів.

2.3 Апарат
Машина: DMG - MORI NLX 2500 SY, максимальний шпиндель 4000 об / хв. Кріогенна доставка: Подвійна - Накладка рідина - Система азоту (тиск 0–8 МПа, потік 3–12 л мінімум). Laser Pre - тепло: 500 Вт волокон лазер (λ=1070 нм), діаметр плями 2 мм, щільність потужності 15 кВт см.

2.4 Збір даних
Сили, виміряні трійметром Триосисального динамометра Кістлера 9129AA; Сигнали, відібрані на 20 кГц, і низький - прохід відфільтровано на 1 кГц. Температура інтерфейсу інструменту - CHIP, захоплена подвійним - хвильовим пірометром (1,5–1,8 мкм, 1 кГц). Залишкова напруга, визначена x - променева дифракція (метод sin²ψ, Cr - k випромінювання) з кроком 50 мкм. Шорсткість поверхні, зафіксована через Alicona InfiniteFocus G5 (0,01 мкм вертикальна роздільна здатність).

2.5 Теплове моделювання
Конститутивні параметри Johnson - COOK були переоцінені з розділених - тестів Хопкінсона на 25–800 градусів і 10⁻³–10⁴ s Shor⁻. Підвищення температури в зоні первинного зсуву прогнозувалося за допомогою теорії обробки Окслі в поєднанні з коефіцієнтами тепла, отриманими з інфрачервоної термографії.

3 результати та аналіз
3.1 Механізми терміну експлуатації інструментів та зносу
На малюнку 1 показано прогресування флангового зносу за трьома стратегіями охолодження. Колом демонструє рівномірний ріст Мікрофотографії SEM виявили домінуючий дифузійний знос при охолодженні повені, пригнічені в молюсках за нижньою температурою інтерфейсу (ΔT ≈ 200 градусів).

3.2 Цілісність поверхні
Малюнок 2 протиставляє РА та залишкові профілі стресу. Виробляв молюск ra=0.31 ± 0,02 мкм, порівняно з 0,47 ± 0,05 мкм при охолодженні повені. Залишкова напруга в молюсках залишилася стисненням (−380 ± 45 МПа) до глибини 150 мкм; Охолодження, що генерується на розрив (+120 ± 30 МПа) при 50 мкм.

3.3 Працювання втоми
Три - вигин точки (ASTM E466) при 650 градусах продемонстрували подвійне збільшення циклів до відмови (2,6 × 10⁵) для зразків молюсків відносно затоплення - контрольних елементів (1,3 × 10⁵). Фрактографія підтвердила ініціація тріщин, що змістилася від поверхні до поверхні Sub -, що відповідає стимулюванню залишкового напруги.

3.4 Перевірка моделі
Прогнозований первинний зсув - Температури зони, узгоджені в межах 8 % даних про пірометрію в усіх комбінаціях параметрів (r²=0.92). Калібрована теплова модель дозволяє планувальникам процесів до - Виберіть параметри різання, які підтримують температуру інтерфейсу нижче 650 градусів, мінімізуючи дифузійне зношення.

4 Обговорення
4.1 Механізм придушення зносу
Температура нижнього інтерфейсу при молюсках гальмує окислення Тіалу і зменшує дифузію сполучного кобальту в мікросхему, продовжуючи термін експлуатації інструменту. Лазерне попереднє - тепло модерує тепловий удар від кріогенних струменів, запобігаючи Micro - Chipping, що спостерігається в попередніх кріогенних - лише вивчає [4].

4.2 Формування залишкового стресу
Стискітний стрес походить від швидкого кріогенного гасіння обробленої поверхні. Laser Pre - Тепло зміщення надмірного охолодження, запобігаючи нуклеації крихкої фази (δ - ni₃nb), що може компрометувати пластичність [5].

4.3 обмеження
Експерименти використовували постійне повороти; Переривне різання, типове для фрезерування, може змінювати тепловий розділ та залишковий стрес. Матеріальна анізотропія в підроблених дисках не була розглянута. Економічна оцінка рідини - споживання азоту проти підвищення продуктивності праці триває.

4.4 Практичні наслідки
Clam дозволяє сухим або поблизу - сухого обробки компонентів INCONEL 718 для обслуговування до 650 градусів, зменшуючи відходи теплоносія на 78 % та інвентар інструментів на 40 %. Інтеграція з адаптивним контролем на основі реального - Теплова візуалізація часу рекомендується компенсувати вставку зносу та мінливість заготовки.

5 Висновки
Clam розширює термін служби інструменту 2.4 - складати і подвоює втому терміни втоми компонентів INCONEL 718 шляхом підтримки стиснення залишкового стресу та низької шорсткості поверхні при 650 градусах. Валідована теплова модель забезпечує відтворювану основу для вибору параметрів. Майбутня робота повинна зосередитись на фрезерних випробуваннях та аналізі витрат на життєвий цикл.

Популярні Мітки: INCONEL 718 Обробка для високих застосувань температури -, обробка China Inconel 718 для високих - Виробники додатків температури, постачальники, заводські