विमान के पुर्जे बनाने के लिए इनकोनल 718 का उपयोग क्यों करें

इसलिए, ब्रोचिंग प्रक्रिया के अनुकूलन डिजाइन में, ब्रोचिंग द्वारा संसाधित टेनन ग्रूव का एक विश्वसनीय और मात्रात्मक मेटलोग्राफिक संरचना आरेख तैयार करना बहुत महत्वपूर्ण है। इस लेख में, हमने औद्योगिक गैस टर्बाइनों के Inconel-718 मिश्र धातु डिस्क के टेनन खांचे की सतह और उपसतह परतों की मेटलोग्राफिक संरचना का विश्लेषण करने के लिए ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप निरीक्षण और स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग किया है। पहिए की सतह और अंडरलेयर पर टेनन्स और ग्रूव्स को ब्रोच करने के कारण होने वाले दोषों की विशेषताओं का अध्ययन करने पर ध्यान केंद्रित किया जाता है। साथ ही, शोध में जीभ और नाली की सतह पर कच्चे माल γ ", 'और का आकार भी पाया गया। व्हील डिस्क के थकान जीवन की भविष्यवाणी करने के लिए सामग्री-आधारित एफईएम मॉडल का उपयोग करते समय, यह मेटलोग्राफिक संरचना के इन महत्वपूर्ण विशिष्ट मापदंडों को इनपुट करने के लिए आवश्यक है। संगठनात्मक संरचना के अध्ययन में, हमें खरोंच और विकृतियों जैसे दोष मिले। इसके बाद, हमने इन दोषों के विशिष्ट मापदंडों (आकार और आकार) की तुलना निम्नलिखित द्वारा दिए गए डिजाइन मानकों के साथ की। गैस टरबाइन निर्माता। इसके अलावा, ब्रोचिंग से प्रभावित क्षेत्र और मूल सामग्री की तुलना से पता चलता है कि अनाज के आयतन अंश में स्पष्ट परिवर्तन हैं। ये परिवर्तन ब्रोचिंग के दौरान घर्षण गर्मी उत्पादन से संबंधित हैं। अंत में, मूल सामग्री की तुलना करके सामग्री, हमने ब्रोचिंग सतह पर धातुकर्म संरचना के सूक्ष्म संरचना कठोरता विकास की तुलना की है। परिवर्तनों के प्रभावों का अध्ययन किया गया।

Inconel-718 मिश्र धातु एक Ni-Fe-Cr उच्च तापमान मिश्र धातु है जिसका आविष्कार 1950 के दशक में International Nickel Corporation द्वारा किया गया था। यह एक वर्षा सख्त मिश्र धातु है जो उच्च उपज तनाव और थकान और रेंगने के लिए मजबूत प्रतिरोध प्रदर्शित कर सकता है। अपने उच्च ऑक्सीकरण प्रतिरोध और उच्च तापमान वातावरण में उच्च शक्ति के कारण, Inconel-718 मिश्र धातु का व्यापक रूप से एयरोस्पेस उद्योग में उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से गैस टरबाइन इंजन पहियों के लिए एक सामग्री के रूप में। सामान्यतया, पहिया और ब्लेड एक अनुदैर्ध्य पेड़ के आकार के टेनन द्वारा एक साथ जुड़े हुए हैं, और ब्रोचिंग प्रक्रिया अनुदैर्ध्य पेड़ के आकार के टेनन स्लॉट को मशीनिंग करने की कुंजी है। सामान्य तौर पर, सभी की चिंता गर्म विरूपण के दौरान अनाज के आकार में परिवर्तन पर तापमान और तनाव के प्रभाव को लेकर होती है। ब्रोचिंग से पहिए की सतह और अंतर्निहित सतह की मेटलोग्राफिक संरचना में भी बदलाव आएगा, जो पहिया के थकान प्रतिरोध को प्रभावित करेगा। हालांकि, साहित्य में, Inconel-718 मिश्र धातु पहियों की ब्रोचिंग पर सूक्ष्म संरचना में परिवर्तन के गुणात्मक और मात्रात्मक विश्लेषण पर कुछ पेपर हैं।

इस अध्ययन का उद्देश्य Inconel-718 मिश्र धातु पहिया के अनुदैर्ध्य वृक्ष के समान खांचे की सतह और अंतर्निहित सतह की मेटलोग्राफिक संरचना का वर्णन और मात्रा निर्धारित करना है। विशेष रूप से, पहिया डिस्क की सतह और निचली सतह परत पर ब्रोचिंग प्रक्रिया के कारण होने वाले दोषों का विवरण और मात्रात्मक विश्लेषण दर्ज किया गया था, और मशीनिंग क्षेत्र के अनाज के आकार और अनाज की विशेषताओं का अध्ययन किया गया था।

प्रायोगिक विधि

हमने अनुसंधान के लिए Inconel-718 अलॉय व्हील के हिस्से को इंटरसेप्ट किया (चित्र 1)। जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है, हम मध्य टेनन स्लॉट के पहले, मध्य और पूंछ से मेटलोग्राफिक नमूने लेने के लिए ईडीएम की विधि का उपयोग करते हैं।

मेटलोग्राफिक विश्लेषण की जरूरतों को पूरा करने के लिए, नमूना तय होने के बाद, यह पीसने और चमकाने की एक स्वचालित प्रक्रिया से गुजरेगा। सैंड करते समय 320, 400, 600 और 1200 सैंडपेपर का उपयोग किया जाएगा। पॉलिश करने के बाद, नमूना को 1 मिनट के लिए पॉलिशिंग तरल के रूप में 2 माइक्रोन डायमंड सस्पेंशन के साथ एमडी फ्लीस पर पॉलिश किया जाएगा। एक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (एसईएम) के साथ अनाज की सीमाओं का निरीक्षण करने में सक्षम होने के लिए, नमूना 4-20 सेकंड के लिए 40V के वोल्टेज पर ऑक्सालिक एसिड समाधान में नक़्क़ाशीदार किया जाएगा। उच्च परिभाषा के साथ 'और ' की विशेषताओं को पकड़ने के लिए, नमूने को 10 सेकंड के लिए वोल्टेज 8V समाधान (2ml H4SO100 और 2ml H20O) में गैल्वेनिक उत्कीर्ण किया जाना चाहिए, और स्कैनिंग उत्सर्जन बंदूक से लैस एक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप होना चाहिए। (एफईजी)।

SEM के साथ दोषों का विश्लेषण करते समय, नमूने को 3 सेकंड के लिए वोल्टेज 5V समाधान (2g CuCl100, 100ml HCL और 10ml इथेनॉल) में इलेक्ट्रो-एच्च्ड किया जाना चाहिए। अनाज का आकार प्राप्त करने के लिए ऊंचाई अंतर विधि का प्रयोग करें। विभिन्न अनाजों का आयतन अंश प्राप्त करने के लिए ASTM का उपयोग करें: E562 मानता है कि क्षेत्रफल अंश आयतन अंश के बराबर है। क्लेमेक्स इमेज एनालिसिस सॉफ्टवेयर से विभिन्न अनाजों के आकार को मापा गया। एक प्रतिनिधि सांख्यिकीय परिणाम प्राप्त करने के लिए, विभिन्न अनाजों के आकार और विशेषताओं को निर्धारित करने के लिए कम से कम 6 मेटलोग्राफिक आरेखों का उपयोग किया जाना चाहिए।

रॉकवेल ए कठोरता माप के लिए प्रत्येक नमूने के कम से कम 5 नमूने लिए जाने चाहिए, और फिर प्रत्येक नमूने के लिए एक औसत मूल्य की गणना की जानी चाहिए। प्रयोगों में, खरोंच के बीच की दूरी आमतौर पर खरोंच के व्यास के 5 गुना से अधिक होती है। साहित्य में कठोरता मूल्यों के साथ तुलना करने के लिए, रॉकवेल ए कठोरता मूल्यों को विकर्स कठोरता, एएसटीएम: ई 140 में परिवर्तित करने की आवश्यकता है।

दोष विश्लेषण

इस अध्ययन में, हमने व्यवस्थित रूप से जीभ और नाली की मध्य पंक्ति में दोषों का विश्लेषण किया। अधिक सटीक रूप से, हमने ब्रोचिंग की शुरुआत, मध्य और अंत को देखा और इसकी मात्रा निर्धारित की। तालिका 1 ब्रोच्ड इनकोनल-718 मिश्र धातु पहियों के अनुदैर्ध्य वृक्ष के समान खांचे में शामिल विभिन्न प्रकार के दोषों को दर्शाती है। यह उल्लेख किया जाना चाहिए कि शोध के नमूनों में, हमने सफेद परत, गैर-मासिक धर्म की परत, माध्यमिक बायोमास, काले धब्बे, पुन: स्टैकिंग, विदेशी पदार्थ और दरारें जैसे दोष नहीं देखे।

चित्र 3 से 6 कुछ देखे गए दोषों को दर्शाते हैं। चित्र 3 अपरदन को दर्शाता है, जैसे कि मशीनी सतह पर दिखाई देने वाले छोटे छेद। दरअसल, खरोंच सबसे आम सतह दोष है। हर कोई जानता है कि Inconel-718 मिश्र धातु प्रसंस्करण के दौरान तेजी से यांत्रिक सख्त होने के कारण यांत्रिक रूप से कठोर हो जाती है। विभिन्न उपकरण सामग्री और ब्रोचिंग की स्थिति, मिश्र धातु की सतह में साइड वियर, पिटिंग और पंचिंग में वृद्धि होगी। हालांकि, सभी शोध नमूनों में, कटाव की अधिकतम स्वीकार्य गहराई डिजाइन की तुलना में छोटी थी। इसी तरह, जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है, मुड़ परत की छवि दिखाई गई है। इस परत (7 माइक्रोन चौड़ी) में, δ चरण की एक विशेष व्यवस्था होती है। यह घटना जीभ और खांचे के शीर्ष पर आसानी से पाई जाती है, जो इस क्षेत्र में ब्रोचिंग के कारण होने वाले तनाव से संबंधित हो सकती है।

जीभ और खांचे की सबसे खुरदरी सतह (चित्र 5) ब्रोचिंग की शुरुआत और अंत में होती है। इसी तरह, जैसा कि चित्र 6 में दिखाया गया है, सामग्री के फ्रैक्चर के समान, अपूर्ण सामग्री पृथक्करण नामक एक दोष है, लेकिन पहिया की सतह से नहीं गिरा। यह घटना सभी नमूनों में मौजूद है। इस तरह के दोषों की अधिकतम लंबाई 25 माइक्रोन होती है, और उनकी विशेषताएं (आकार और आकारिकी) भिन्न होती हैं। यह दोष ब्रोचिंग की गुणवत्ता से उपजा है, और रूले के जीवन पर इसके प्रभाव का और अध्ययन किया जाना बाकी है।

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