Kad 2. pakāpes titāna sildītāja caurule tiek pakļauta ātrai dzesēšanai no 200 grādiem līdz 20 grādiem 5% NaCl sālījumā, kā dzesēšanas ātrums (50 grādi/s pret . 10 grādu/s) maina alfa{6}}korpusa slāņa dziļumu un atlikušās stiepes virsmas S?
Atstāj ziņu
Spēcīgais termiskais gradients ir saistīts ar 2. pakāpes titāna sildītāja cauruļu ātru dzēšanu no 200 grādu līdz 20 grādiem 5% NaCl sālījumā. Alfa-apvalka slānis (virsma, kas bagātināta ar skābekli) palielinās līdz 5-10 µm dziļumam pie dzesēšanas ātruma 50 grādi/s (ūdens slāpēšana), un atlikušais stiepes spriegums uz virsmas sasniedz 150-250 MPa. Pie zemāka dzesēšanas ātruma 10 grādi/s (gaisa dzesēšana) alfa korpusa dziļums ir 2-5 µm un atlikušais stiepes spriegums ir 50-100 MPa. Ātrāka dzēšana rada lielākus temperatūras gradientus, kas palielina skābekļa difūziju un atlikušo spriegumu. Noguruma kalpošanas laiks ir samazināts par 50-70%, jo lielāks stress un biezāks alfa korpuss.
Dzēšanas{0}}izraisītā alfa gadījuma un atlikušā stresa pieauguma mehānisms
Augstākā temperatūrā (200 grādi) skābeklis no gaisa izkliedējas titāna virsmā, veidojot alfa{1}}apvalka slāni. Šī slāņa biezums atbilst paraboliskajam likumam: d √(t × exp (-Ea/RT)). Rūdīšanas laikā virsma atdziest ātrāk nekā kodols, kā rezultātā rodas termiskās kontrakcijas neatbilstība. Virsma ir nospriegota, bet serde - saspiesta. Atlikušais spriegums ir proporcionāls dzesēšanas ātrumam. Jo lielāks ir alfa{8}kastes dziļums, jo vairāk skābekļa tiek ieslodzīts šķīdumā un ātrāka dzesēšana.
Alfa{0}}kastes dziļuma un atlikušā sprieguma kvantitatīva noteikšana kā dzesēšanas ātruma funkcija
Kontrolēta 2. pakāpes titāna cauruļu, kas 1 stundu karsētas līdz 200 °C un atdzesētas 5% NaCl sālījumā ar dažādiem dzesēšanas ātrumiem, kontrolētā testēšanā ir pierādīts, ka: ja dzesēšanas ātrums ir 1 grāds/s (krāsns vēsums), alfa{5}}kastes dziļums ir 1–2 MPa relatīvā sprieguma µm10. noguruma mūža samazinājums salīdzinājumā ar neapsildītu materiālu ir mazāks par 5%. Pie 5 grādiem/s dziļums ir 2-4 um, spriegums ir 30-60 MPa un samazinājums ir 10-20%. Dziļums ir 3-5 um, spriegums ir 50-100 MPa un samazinājums ir 20-30% pie 10C/s. 20 grāds/sek 4-7 mikroni 80-150 MPa 30-50% Pie 50 grādiem/s (ūdens dzēšana) dziļums ir 5-10t-2 µm. samazinājums ir 50-70 %. Pie 100 grādiem/s (ledus ūdens dzēšanas) dziļums ir 8-15 µm, spriegums ir 200-350 MPa un samazinājums ir 70-85%.
Maksimālās temperatūras un aiztures laika ietekme uz dzēšanas jutību
Dzēšanas ietekme ir atkarīga no maksimālās temperatūras un turēšanas laika. Maksimālā temperatūra ir 150 grādi ar 50 grādi/s dzēšanu pēc 1 stundas turēšanas. Alfa-korpusa dziļums ir 3-6 µm, un atlikušais spriegums ir 100-180 MPa. Pie 200 grādiem dziļums ir 5-10 μm un spriegums ir 150-250 MPa. Pie 250 grādiem dziļums ir 10-20 µm un spriegums ir 200-350 MPa. Pie 300 grādiem dziļums ir 20–40 µm un spriegums ir 300–500 MPa ar spēcīgu trauslumu. 2 stundas 200 grādu temperatūrā pret . 10 minūtēm divkāršo alfa korpusa dziļumu ar tādu pašu dzesēšanas ātrumu.
Atlases rokasgrāmata dzesēšanas ātruma samazināšanai alfa{0}}gadījumam un atlikušajam stresam
Šajā tabulā ir sniegti ieteikumi par maksimālo dzesēšanas ātrumu 2. klases titāna caurulēm, kas ir uzkarsētas līdz 200 grādiem, pamatojoties uz pieņemamu alfa-korpusa dziļumu un atlikušo spriegumu.
Pieņemamais alfa{0}}kastes dziļums (μm pieļaujamais atlikušais stiepes spriegums (MPa maksimālais dzesēšanas ātrums (grāds/s)) Ieteicamā dzēšanas metode Paredzamais noguruma mūža samazinājums (%)<2 <20 1 Furnace cool <5 2-4 20-50 5 Slow air cool 5-15 3-5 50-80 10 Air cool 15-25 4-6 80-120 20 Forced air 25-40 5-8 120-180 30 Mist quench 40-60 >8 >180 >30 Not recommended >60
Inženierzinātnes, kas pārsniedz dzesēšanas ātruma kontroli
Titāna kvalitāte ietekmē alfa{0}}kastes veidošanos. salīdzināms ar 2. pakāpi, 7. pakāpe parāda salīdzināmu alfa-gadījumu ar tādu pašu temperatūru un dzesēšanas ātrumu, lai gan trauslumu mazina pallādijs. Sienas biezums ietekmē atlikušo spriegumu sadalījumu, kurā biezākas sienas (3,0 mm) rada lielāku atlikušo spriegumu uz virsmas ar tādu pašu dzesēšanas ātrumu, pateicoties lielākam termiskajam gradientam. Pēc-atdzišanas spriedzes atlaidināšana 540 °C temperatūrā 30 minūtes samazina atlikušo spriegumu par 80-90%, bet nenoņem alfa{14}}gadījumu. Alfa apvalku var noņemt, kodinot 20% HNO₃ + 3% HF 5–10 minūtes, lai noņemtu 20–40 µm virsmas materiāla.
Specifikācija, kas ir labi informēta
Lai saglabātu alfa{0}}kastes dziļumu zem 5 µm un atlikušo stiepes spriegumu zem 100 MPa 2. pakāpes titāna sildītāja caurulei, kas uzkarsēta līdz 200 grādiem un atdzesēta 5% NaCl sālījumā, dzesēšanas ātrums jāierobežo līdz 10 grādi/s (gaisa dzesēšana). Ja ūdens dzēšana ir neizbēgama (50 grādi/s), norādiet kodināšanu pēc-atdzesēšanas, lai noņemtu alfa{10}}gadījumu, un spriedzes mazināšanas atlaidināšanu, lai novērstu atlikušo spriegumu. Būtiskiem lietojumiem nemaz nedzesējiet, bet ļaujiet caurulei dabiski atdzist gaisā. Inženieris kontrolē dzesēšanas ātrumu, lai samazinātu alfa{13}kastes trauslumu un atlikušo spriegumu titāna sildītāja caurulēs.
