1: इंकोलॉय 901 (यूएनएस एन09901 / एएमएस 5661) की मौलिक धातुकर्म संरचना और सुदृढ़ीकरण तंत्र क्या है, और यह उच्च तनाव वाले गैस टरबाइन अनुप्रयोगों के लिए विशिष्ट रूप से अनुकूल क्यों है?
इंकोलॉय 901 (निमोनिक 901 के रूप में भी जाना जाता है) एक अवक्षेपण {{2}कठोर, निकल {{3}लौह {{4}क्रोमियम सुपरअलॉय है जिसे असाधारण उच्च तापमान शक्ति के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसकी संरचना एक सावधान संतुलन है:
आधार: निकेल (~42%) और आयरन (~36%) ऑस्टेनिटिक मैट्रिक्स प्रदान करते हैं।
मजबूती देने वाले: उम्र बढ़ने पर टाइटेनियम (~2.9%) और एल्युमीनियम (~0.2%) का एक महत्वपूर्ण संयोजन प्राथमिक मजबूती चरण बनाता है, क्रमबद्ध इंटरमेटेलिक ' (गामा -प्राइम, नी₃(अल,टीआई))।
ठोस समाधान को मजबूत करने वाले: क्रोमियम (~12.5%) ऑक्सीकरण प्रतिरोध और ठोस समाधान को मजबूत बनाता है, जबकि मोलिब्डेनम (~5.8%) ताकत और स्थिरता जोड़ता है।
अनाज सीमा नियंत्रण: अनाज सीमा शक्ति और रेंगना प्रतिरोध के लिए बोरान और निम्न कार्बन मिलाया जाता है।
सुदृढ़ीकरण तंत्र: ठोस घोल मिश्र धातुओं (उदाहरण के लिए, हेस्टेलॉय एक्स) के विपरीत, इंकोलॉय 901 अपनी ताकत वर्षा के सख्त होने से प्राप्त करता है। मिश्र धातु तत्वों को घोलने के लिए सामग्री को पहले ~1095 डिग्री (2000 डिग्री फारेनहाइट) पर घोला जाता है, फिर तेजी से ठंडा किया जाता है। दो चरण के एजिंग उपचार (उदाहरण के लिए, 775 डिग्री फिर 720 डिग्री) से अनाज के भीतर कणों का एक समान, बारीक फैलाव होता है। ये कण अव्यवस्था की गति में दुर्जेय बाधाओं के रूप में कार्य करते हैं, 540 डिग्री से 650 डिग्री (1000 डिग्री फ़ारेनहाइट से 1200 डिग्री फ़ारेनहाइट) के तापमान पर उत्कृष्ट तन्यता, रेंगना और तनाव -विभाजन शक्ति प्रदान करते हैं। यह इसे गैस टरबाइनों के लिए इस महत्वपूर्ण तापमान रेंज में कई स्टेनलेस स्टील्स और ठोस - समाधान मिश्र धातुओं से बेहतर बनाता है, जहां केन्द्रापसारक और थर्मल तनाव चरम पर होते हैं।
2: इंकोलॉय 901 शीट और प्लेट किस विशिष्ट गैस टरबाइन इंजन घटक में सबसे अधिक निर्दिष्ट है, और यह कौन सी डिज़ाइन आवश्यकताओं को पूरा करता है?
इंकोलॉय 901 को गैस टरबाइन इंजन के मध्य खंड में ऊंचे तापमान पर उच्चतम यांत्रिक तनाव के तहत काम करने वाले घटकों के लिए निर्दिष्ट किया गया है। इसका उपयोग इसके अद्वितीय उच्च तन्यता और रेंगने की शक्ति से {{3} से {4}घनत्व अनुपात द्वारा संचालित होता है।
महत्वपूर्ण घूर्णन घटक: इसका प्रमुख अनुप्रयोग टरबाइन डिस्क (रोटर्स) और कंप्रेसर डिस्क में बाद के, उच्च तापमान वाले चरणों में होता है। ये घटक ऑपरेटिंग तापमान पर अत्यधिक केन्द्रापसारक बलों के अधीन होते हैं जहां एल्यूमीनियम या टाइटेनियम मिश्र धातु अनुपयुक्त होते हैं। बड़े बार स्टॉक से फोर्जिंग विशिष्ट होती है, लेकिन संबंधित प्लेट फॉर्म पूर्व-फर्जीड आकृतियों में फ़ीड होते हैं।
उच्च {{0}तनाव स्थैतिक संरचनाएं: शीट और प्लेट फॉर्म का उपयोग महत्वपूर्ण आवरणों, रिंगों, सीलों और उच्च {{1}दबाव कंप्रेसर आवासों के लिए किया जाता है। इन भागों को जटिल थर्मल ग्रेडिएंट्स और दबाव भार के तहत आयामी स्थिरता और संरचनात्मक अखंडता बनाए रखनी चाहिए। एक विशिष्ट उदाहरण कम्बस्टर केसिंग या टरबाइन मध्य -फ्रेम है, जहां उच्च शक्ति और अच्छी निर्माण क्षमता की आवश्यकता होती है।
फास्टनरों और शाफ्टिंग: उच्च शक्ति वाले बोल्ट, नट और टरबाइन शाफ्ट भी इस मिश्र धातु का उपयोग करते हैं।
The key design requirements it meets are: 1) High 0.2% Yield Strength (>कमरे के तापमान पर 795 एमपीए / 115 केएसआई, 650 डिग्री पर महत्वपूर्ण ताकत बनाए रखता है), 2) असाधारण रेंगने वाला जीवन (उदाहरण के लिए, उच्च तनाव के तहत 650 डिग्री पर 7 घंटे), और 3) आंतरायिक जोखिम के लिए ~ 815 डिग्री (1500 डिग्री एफ) तक पर्याप्त ऑक्सीकरण प्रतिरोध। थर्मल तनाव को प्रबंधित करने के लिए इसके थर्मल विस्तार के गुणांक को अन्य इंजन सामग्रियों से भी सावधानीपूर्वक मिलान किया जाता है।
3: एएमएस 5661 शीट/प्लेट से घटकों का निर्माण करते समय आवश्यक और विशिष्ट निर्माण, वेल्डिंग और ताप उपचार प्रोटोकॉल क्या हैं जिनका पालन किया जाना चाहिए?
इंकोलॉय 901 के साथ काम करने के लिए इसकी उम्र बढ़ने की प्रकृति के कारण सख्त अनुशासन की आवश्यकता होती है। आवश्यक गुणों को प्राप्त करने और दरार से बचने के लिए निर्माण चरणों को सही ढंग से अनुक्रमित किया जाना चाहिए।
निर्माण अनुक्रम नियम: अंतिम उम्र बढ़ने के उपचार से पहले, सभी प्रमुख निर्माण, मशीनिंग और वेल्डिंग को समाधान {{0}एनील्ड (नरम) स्थिति में पूरा किया जाना चाहिए। पुरानी (कठोर) स्थिति में मिश्रधातु को बनाने या वेल्ड करने का प्रयास करने से दरारें पड़ जाएंगी और गुण खराब हो जाएंगे।
हीट ट्रीटमेंट (प्रति एएमएस 5661):
समाधान उपचार: 1095 डिग्री ±15 डिग्री (2000 डिग्री फारेनहाइट) तक गर्म करें और रखें, फिर समाधान में मिश्रधातु तत्वों को बनाए रखने के लिए तेजी से ठंडा करें (आमतौर पर तेल या पानी बुझाएं)।
स्थिरीकरण (वैकल्पिक लेकिन सामान्य): 775 डिग्री - 800 डिग्री (1425 डिग्री फारेनहाइट - 1475 डिग्री फारेनहाइट) तक गर्म करें और रखें, फिर हवा में ठंडा करें। यह मशीनिंग में सहायता करता है और उम्र के बाद वेल्डिंग में दरार पड़ने के जोखिम को कम करता है।
उम्र बढ़ने का उपचार (महत्वपूर्ण): दो चरण की आयु मानक है: सबसे पहले, 775 डिग्री ±15 डिग्री (1425 डिग्री फारेनहाइट) तक गर्म करें और 4 घंटे तक रखें, हवा में ठंडा करें। फिर, 720 डिग्री ±15 डिग्री (1325 डिग्री फारेनहाइट) तक गर्म करें और 24 घंटे तक रखें, हवा को ठंडा करें। यह इष्टतम आकार और वितरण का अवक्षेपण करता है।
वेल्डिंग: वेल्डिंग चुनौतीपूर्ण है और आवश्यक मरम्मत या जोड़ने तक ही सीमित है।
प्रक्रिया: गैस टंगस्टन आर्क वेल्डिंग (जीटीएडब्ल्यू/टीआईजी) प्राथमिक विधि है।
भराव धातु: एक मेल खाती हुई {{0}संरचना या अधिक {{1}मिलान निकल - आधारित भराव का उपयोग करें, जैसे कि AWS A5.14 ERNiFeCr-1 या भिन्न जोड़ों के लिए इनकोनेल 617 भराव जैसे विशेष मिश्र धातु का उपयोग करें।
सावधानियां: वेल्डिंग के बाद गर्मी उपचार के दौरान या सेवा के दौरान गर्मी से प्रभावित क्षेत्र (एचएजेड) में तनाव के कारण वेल्डिंग अत्यधिक संवेदनशील होती है। इसे कम करने के लिए, पूरी तरह से समाधान से उपचारित स्थिति में वेल्ड करें, कम ताप इनपुट का उपयोग करें, व्यापक पूर्व ताप (~315 डिग्री / 600 डिग्री फारेनहाइट) का उपयोग करें, और यदि घटक के अंतिम गुण महत्वपूर्ण हैं, तो पूर्ण पुन: {8} समाधान और पुन: {9} आयु चक्र के साथ वेल्डिंग का पालन करें।
4: मजबूती, तापमान क्षमता और निर्माण क्षमता के मामले में इनकोलॉय 901 का प्रदर्शन अन्य सामान्य टरबाइन सुपरअलॉय जैसे इनकोनल 718 और वासपालॉय से कैसे तुलना करता है?
तापमान और तनाव की आवश्यकताओं के आधार पर इन अवक्षेपणों के बीच चयन {{0}कठोर सुपरअलॉय एक प्रमुख इंजीनियरिंग व्यापार {{1}है।
बनाम इनकोनेल 718 (यूएनएस एन07718):
ताकत/तापमान: इंकोलॉय 901 लगभग 595 डिग्री (1100 डिग्री फारेनहाइट) से ऊपर उच्च तन्यता और रेंगने की ताकत प्रदान करता है। इनकोनेल 718 का प्राथमिक सुदृढ़ीकरण चरण ('') इस तापमान से ऊपर मोटा और घुलना शुरू हो जाता है, जिससे ताकत में तेजी से गिरावट आती है।
फैब्रिकेबिलिटी/वेल्डेबिलिटी: इनकोनेल 718 काफी बेहतर है। यह अत्यधिक वेल्ड करने योग्य है और तनाव के प्रति प्रतिरोधी है{{2}जिससे यह जटिल वेल्डेड संरचनाओं के लिए पसंदीदा विकल्प बन जाता है। इसकी तुलना में इसकी वेल्डेबिलिटी खराब है।
बनाम वास्पलोय (UNS N07001):
शक्ति/तापमान: वास्पलोय में आम तौर पर 'के उच्च मात्रा अंश के कारण तापमान सीमा (650-815 डिग्री / 1200-1500 डिग्री एफ) के शीर्ष छोर पर बेहतर रेंगने और टूटने की ताकत होती है। हालाँकि, इंकोलॉय 901 में अक्सर मध्यवर्ती तापमान (540-650 डिग्री) पर उच्च तन्यता उपज शक्ति होती है और यह कम घना होता है।
लागत और प्रसंस्करण: इंकोलॉय 901, अपनी महत्वपूर्ण लौह सामग्री के साथ, आम तौर पर उच्च {{2}निकल, कोबाल्ट {{3}युक्त वास्पलोय की तुलना में अधिक लागत प्रभावी है। इसका ताप उपचार भी कम जटिल है।
चयन सारांश: वेल्डिंग की आवश्यकता वाले जटिल भागों और ~595 डिग्री से नीचे की सेवा के लिए इनकॉनेल 718 चुनें। उच्च शक्ति, जालीदार घूमने वाले घटकों और 595 डिग्री से 650 डिग्री रेंज में काम करने वाली स्थिर संरचनाओं के लिए इंकोलॉय 901 चुनें, जहां वेल्डेबिलिटी प्राथमिक चिंता का विषय नहीं है। उच्चतम तापमान पर घूमने वाले हिस्सों के लिए वास्पलोय चुनें, जहां चरम रेंगने के प्रदर्शन के लिए लागत गौण है।
5: एयरोस्पेस ग्रेड इंकोलॉय 901 शीट और प्लेट के लिए एएमएस 5661 द्वारा अनिवार्य प्रमुख गुणवत्ता नियंत्रण, परीक्षण और प्रमाणन आवश्यकताएं क्या हैं?
एयरोस्पेस सामग्री विशिष्टता (एएमएस) 5661 महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए सामग्री अखंडता सुनिश्चित करने के लिए कठोर गुणवत्ता आश्वासन प्रोटोकॉल को परिभाषित करता है।
रासायनिक विश्लेषण: सामग्री की प्रत्येक ऊष्मा (लॉट) के लिए पिघला हुआ रसायन शास्त्र सत्यापित किया जाना चाहिए। सख्त संरचनागत सीमाओं के अनुरूपता सुनिश्चित करने के लिए स्पेक्ट्रोग्राफिक या गीले विश्लेषण तरीकों का उपयोग किया जाता है।
यांत्रिक संपत्ति परीक्षण: कमरे के तापमान और ऊंचे तापमान (आमतौर पर 650 डिग्री / 1200 डिग्री एफ) पर तन्य परीक्षण (उपज, परम, बढ़ाव) की आवश्यकता होती है। अंतिम ताप उपचार के बाद तैयार उत्पाद के रूप (शीट/प्लेट) से लिए गए नमूनों पर परीक्षण किए जाते हैं।
अनाज का आकार नियंत्रण: एएमएस 5661 एक आवश्यक एएसटीएम अनाज आकार संख्या (आमतौर पर 5 या बेहतर) निर्दिष्ट करता है। इष्टतम थकान और तन्यता गुणों के लिए एक समान, महीन दाने का आकार महत्वपूर्ण है। मैक्रो-ईच मूल्यांकन मानक हैं।
तनाव-विच्छेदन परीक्षण: महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए, तनाव-विभाजन परीक्षण की आवश्यकता बहुत अधिक जांच के रूप में या आवधिक आधार पर हो सकती है। एक नमूने को विफलता तक उच्च तापमान (उदाहरण के लिए, 650 डिग्री) पर एक निर्दिष्ट भार के तहत रखा जाता है; टूटने का समय एक न्यूनतम मानक (उदाहरण के लिए, एक विशिष्ट तनाव के तहत न्यूनतम 23 घंटे) को पूरा करना चाहिए।
गैर -विनाशकारी परीक्षण (एनडीटी): समावेशन, लेमिनेशन या रिक्तता जैसे आंतरिक असंतुलन का पता लगाने के लिए एएसटीएम ई114 या इसके समान प्लेटों और शीटों का 100% अल्ट्रासोनिक निरीक्षण अनिवार्य है। तरल प्रवेशक (पीटी) या एड़ी धारा के माध्यम से सतह निरीक्षण भी निर्दिष्ट किया जा सकता है।
प्रमाणीकरण और पता लगाने की क्षमता: सामग्री निर्माता को एक प्रमाणित सामग्री परीक्षण रिपोर्ट (सीएमटीआर) प्रदान करनी होगी जिसमें रसायन विज्ञान, यांत्रिक गुण, गर्मी उपचार चक्र और एनडीटी रिपोर्ट सहित विशिष्ट गर्मी और लॉट के लिए सभी परीक्षण परिणाम सूचीबद्ध हों। पिघलने से अंतिम उत्पाद तक पूर्ण पता लगाने की क्षमता एयरोस्पेस आपूर्ति श्रृंखलाओं के लिए एक गैर-परक्राम्य आवश्यकता है।
