Bagaimanakah Tahap Kerja Dingin (5% lwn. 20% Pengurangan) Tiub Pemanas Titanium Sebelum Penyepuhlindapan Mengubah Saiz Bijian Habluran Semula dan Rintangan Seterusnya kepada Retak Keletihan Terma dalam Udara pada 300 darjah ?

Keratan rentas tiub pemanas titanium dikurangkan dengan peratusan tertentu dengan lukisan sejuk sebelum penyepuhlindapan akhir dalam pengeluaran tiub pemanas titanium. Faktor pendorong untuk penghabluran semula semasa penyepuhlindapan ialah tahap kerja sejuk. Butiran penghabluran semula besar ASTM 4–5 (diameter 80–120 μm) terbentuk pada tahap kerja sejuk rendah sebanyak 5%. Pada tahap kerja sejuk yang tinggi sebanyak 20% butir penghabluran semula halus ASTM 8-10 (diameter 11-22 µm) diperolehi. Bahan berbutir halus di udara pada 300 darjah menunjukkan rintangan 3-5 kali lebih kuat terhadap rekahan kelesuan haba disebabkan oleh kawasan sempadan butiran yang lebih besar yang tersedia untuk penginapan terikan haba kitaran dan rintangan kepada perambatan retak dalam butiran yang lebih kecil.

Rintangan Keletihan Terma dan Mekanisme Kesan Saiz Bijian

Tiub titanium membengkak dan mengecut sepanjang kitaran haba pada 300 darjah. Gelinciran dan gelongsor sempadan bijian menampung terikan kitaran. Bahan berbutir halus-mempunyai lebih banyak sempadan butiran per unit isipadu oleh itu terikan lebih seragam. Permulaan retak berlaku pada jalur gelincir dan sempadan butiran, butiran yang lebih kecil mengurangkan panjang gelinciran dan kepekatan tegasan pada sempadan butiran. Kadar perambatan patah keletihan mengikuti da/dN ∝ d^0.5, dengan d ialah saiz butiran. Mengurangkan separuh diameter butiran memberikan pengurangan 30% dalam kadar perambatan patah. Selain itu, butiran halus adalah halangan yang lebih besar kepada pertumbuhan retak kerana retakan perlu beralih arah dan menghilangkan tenaga.

Kerja Dingin Kuantitatif berbanding Saiz Bijirin Habluran Semula

Saiz butiran terhablur semula berikut ditentukan dengan penyepuhlindapan terkawal tiub titanium Gred 2 pada 700 darjah selama 30 minit selepas pelbagai darjah kerja sejuk. Saiz butiran terhablur semula pada kerja sejuk 5% ialah ASTM 3–5 (diameter 50–125 µm) dan kekerasan selepas penyepuhlindapan ialah 160–180 HV. Saiz butiran ialah ASTM 5-7 (32-64 mikron) dan kekerasan ialah 170-190 HV pada 10% kerja sejuk. Saiz butiran ialah ASTM 7-8 (22-45 m) selepas 15% kerja sejuk dan kekerasan ialah 180-200 HV. Pada kerja sejuk 20% saiz bijian ialah ASTM 8 – 9 (16 – 32 μm) dan kekerasan ialah 190 – 210 HV. Saiz butiran pada kerja sejuk 30% ialah ASTM 9–10 (11–22 µm) dan kekerasan ialah 200–220 HV. Saiz butiran ialah ASTM 10-11 (8-16 µm) dan kekerasan ialah 210-230 HV pada 40% kerja sejuk.

Kebergantungan Hayat Keletihan Terma 300 darjah pada Saiz Bijirin

Kedalaman retak keletihan terma untuk titanium Gred 2 telah ditentukan oleh ujian kitaran dalam udara pada 300 darjah dengan ayunan suhu 250 darjah (50 darjah hingga 300 darjah ) untuk 10,000 kitaran. Kedalaman retak selepas 10,000 kitaran ialah 150–300 μm untuk saiz butiran ASTM 3–5 (5% kerja sejuk) dan hayat keletihan hingga retak 1 mm ialah 30,000–50,000 kitaran. Saiz butiran ASTM 5–7 (10 % kerja sejuk) memberikan kedalaman retak 80–150 µm dan hayat kepada 1 mm daripada 60,000–100,000 kitaran. Saiz bijian ASTM 7-8 (15% kerja sejuk) Kedalaman retak: 40-80 um Hayat hingga 1 mm: 120,000-200,000 kitaran. Untuk saiz butiran ASTM 8-9 (20% kerja sejuk) kedalaman retak ialah 20-40 mikron Hayat hingga 1mm ialah 250,000-400,000 kitaran. Kedalaman retak ialah 10-20 µm untuk saiz butiran ASTM 9-10 (30% kerja sejuk). Hayat hingga 1 mm lebih besar daripada 500,000 kitaran.

Carta Kerja Dingin dan Pemilihan Saiz Bijirin untuk Perkhidmatan Udara pada 300 darjah

Jadual di bawah memberikan jumlah pengerjaan sejuk terdahulu yang disyorkan dan saiz butiran yang terhasil untuk tiub pemanas titanium untuk diservis di udara pada 300 darjah , bergantung pada anggaran bilangan kitaran haba dan jangka hayat keletihan yang boleh diterima.

Hayat Keletihan yang Diingini (kitaran hingga retak 1 mm) Jangkaan Kitaran Terma Sepanjang Hayat Perkhidmatan Disyorkan Kerja Sejuk Sebelum (%) Saiz Bijian Terhasil (ASTM) Jangkaan Kedalaman Retak selepas 10,000 kitaran (µm)<30,000 >30,000 5 3-5 150-300 30,000-60,000 >60,000 10 5-7 80-150 60,000-120,000 >120,000 15 7-8 40-80 120,000-250,000 >250,000 20 8-9 20-40 >250,000 >500,000 30 9-10 10-20 Kejuruteraan Melangkaui Kawalan Kerja Dingin

The recrystallization behavior is dependent on the titanium grade. Grade 7 recrystallizes at a slightly higher temperature than Grade 2 due to the presence of palladium, but the final grain size for a given amount of cold work is similar. Grade 5 (Ti-6Al-4V) does not completely recrystallize under these conditions. Wall thickness does not directly affect grain size, but does affect crack propagation time. A 2.0 mm wall with a 20 µm crack has 98% of its wall remaining. The grain size is also affected by the annealing temperature and duration . A higher temperature or longer time coarsens the grains . Cold work > 20% is excellent for optimal thermal fatigue resistance. Too much cold labor (>40%) boleh menyebabkan keretakan semasa melukis.

Menulis Spesifikasi Pintar

Tentukan tahap kerja sejuk sebelum ini sebanyak 20–30% sebelum penyepuhlindapan akhir untuk tiub pemanas titanium yang beroperasi di udara pada 300 darjah dengan kitaran haba yang meluas. ASTM 8 atau saiz butiran terhablur semula muktamad yang lebih halus diperlukan. Kerja sejuk sebanyak 10 hingga 15% boleh diterima untuk aplikasi yang diramalkan mempunyai kurang daripada 60,000 kitaran. Untuk kayuhan yang teruk (permulaan harian-berhenti selama 10 tahun, ~3,650 kitaran), perbezaan antara ASTM 5 dan ASTM 8 adalah diabaikan dan kerja sejuk standard adalah mencukupi. • Untuk aplikasi kritikal yang akan berlaku kitaran haba yang pantas (banyak kitaran sehari), nyatakan 30% kerja sejuk dan saiz bijian ASTM 9 atau lebih halus . Jurutera mengawal jumlah kerja sejuk sebelum penyepuhlindapan untuk menguruskan saiz butiran untuk mendapatkan rintangan kelesuan haba yang sesuai pada 300 darjah.