2618 대형 알루미늄 다이 용서

2618 대형 알루미늄 다이 용서

에너지와 전기 산업은 오늘날 우리 가정, 사업 및 현대 생활 방식을 강화하기 위해 오늘날 가장 중요한 분야 중 하나입니다. .는 에너지에 대한 점점 더 많은 수요를 유지하기 위해 현대적인 전력 시스템이 신뢰할 수 있고 내구성있는 구성 요소를 필요로합니다 . 대규모 대폭적 인 합법적 인 용서가 나오는 곳. {}} {}} 에너지 및 전기 산업에서 일반적으로 사용되는 다른 재료에 비해 . . .는 가볍고 강력하며 부식성이 뛰어나며 열전도율이 우수합니다 . 이러한 특성은 터빈 블레이드, 발전기 구성 요소 및 변속기 라인 하드웨어를 포함한 광범위한 응용 분야에 이상적입니다 ({8}}.

1. 자재 개요 및 제조 공정

 

2618 대형 알루미늄 합금 다이러 링은 고온에서 탁월한 강도와 피로 성능을 유지하도록 설계된 특수한 고온 알루미늄 합금 성분입니다 (일반적으로 최대 250도에서 300도까지, 짧은 기간의 경우 더 높음) . 기존 고 강도 알루미늄 합금 (7075 또는 2024), 2618과 같은 2618. Al-Cu-Mg-Ni-Fe series, distinguished by its inclusion of nickel (Ni) and iron (Fe) elements. These elements form stable dispersoids at high temperatures, significantly enhancing the alloy's thermal stability and high-temperature mechanical properties. The manufacturing of large die forgings ensures material density, grain refinement, and continuous grain flow, 고소도 및 순환 부하 조건에서 작동하는 구성 요소에 중요한 특성 . 2618 대형 기념식은 항공 우주 엔진 구성 요소 (e . g ., 압축기 블레이드, 케이싱, 피스톤, 피스톤 핀), 고성능 레이싱 컴포넌트 및 기타 성능 경주 성과 및 고성능 경주 성과 및 기타 성능 경주 성과에 널리 사용됩니다. 성능 .

1 차 합금 요소:

구리 (cu) : 1.8-2.7% (주요 강화 요소, All₂cu 형태)

마그네슘 (mg) : 1.3-1.8% (구리에 따라 시너지 효과가 강화되고 mg ₂si 단계를 형성합니다)

니켈 (NI) : 0.8-1.4% (고온 강도 및 안정성 향상, All₃ni 등을 형성합니다 .)

Iron (Fe) : 0.8-1.4% (고온 강도 및 안정성 향상, Al₃fe 등을 형성합니다 .)

실리콘 (si) : 0.10-0.30% (열처리 응답 최적화)

기본 자료:

알루미늄 (AL) : 균형

통제 된 불순물:

아연 (Zn) : 0.25% 최대

망간 (MN) : 0.10% 최대

티타늄 (TI) : 0.10% 최대

크롬 (CR) : 0.10% 최대

기타 요소 : 각각 0.05% 최대, 총 0.15% 최대

제조 공정 (대규모 다이 용서): 2618 대형 다이러기의 생산은 단조 온도, 변형량 및 열 처리 공정 제어에 매우 민감하며, 고온 강도와 안정성을 최대화하기 위해 .

원료 준비 및 대형 잉곳:

고품질의 낮은 영향 2618 대형 잉곳은 빌릿을 단조하는 것으로 선택됩니다 . 잉록 생산은 균일 한 내부 구조를 보장하기 위해 고급 주조 기술 (반 연속 주조)이 필요합니다. 거시적 결함의 부재, 최소 분리. 특수 주의력은.}.}}}}}}.

잉곳은 야금적 품질을 보장하기 위해 엄격한 화학 조성 분석 및 초음파 검사를 받아야합니다 .

멀티 패스 프리 포깅 (화나고 그림):

큰 잉곳은 일반적으로 먼저 멀티 패스 화를 낸다. 거친 as 캐스트 구조물을 분해하고, 곡물을 정제하고, 내부 다공성과 분리를 제거하고, 연속 입자 흐름으로 균일 한 미세 입자 구조를 형성하기

사전 포깅은 대규모 유압 또는 오일 프레스에서 수행되며 변형 온도 및 양의 정확한 제어 .

절단:

사전 포지 치수 및 최종 위조 요구 사항에 따라 빌릿이 정확하게 절단됩니다 .

난방:

대형 빌릿은 철저한 열 침투를 보장하기 위해 고급 큰 단조 용광로에서 균일하고 천천히 가열되어 . 2618의 위조 온도 범위는 좁고 엄격한 제어 (일반적으로 430-470 정도)가 필요합니다. (일반적으로 430-470도)는 곡물 경계 용해를 유발할 수있는 과열을 피하고 Ni/Fe 분할의 효과적인 분포를 보장합니다.

큰 다이 단조 형성:

하나 이상의 정확한 파업/압력은 10, 000- 톤 또는 심지어 수만 톤의 큰 유압 프레스 또는 단조 해머 . 다이 디자인에 적용됩니다. . 다이 설계는 매우 복잡하며 CAE 시뮬레이션 기술을 사용하여 금속 흐름, 온도 필드 및 스트레스 분야를 정확하게 예측하는데, 이는 근거가 복잡한 부분을 보장합니다. 모양 .

단계적 위조: 매우 복잡하거나 매우 큰 부품의 경우, 최종 형태를 점차적으로 형성하기위한 여러 다소 및 단계에서 단조가 수행 될 수 있습니다 .

트리밍:

단조 후, 큰 단조 주변 주변의 무거운 플래시가 제거됩니다 .

열처리:

솔루션 열처리: 대형 단조는 정확하게 제어 된 큰 열처리 용광로에서 약 530도 ± 5 도로 가열되며 합금 요소가 고체 용액에 완전히 용해 될 수 있도록 충분한 시간 동안 유지됩니다. . ..

담금질: 용액화 온도 .에서 빠른 냉각 대형 냉각 탱크의 경우, 큰 담금질 탱크는 일반적으로 따뜻한 물 담금질 (대략 . 60-100 학위)에 사용되며, 냉담한 응력과 균열 위험을 줄이고 충분한 강화 .

노화 치료:

T61 성미: 이것은 2618 년에 가장 일반적으로 사용되는 성미이며, 인공 노화를 통해 달성되는 (일반적으로 190-200도 더 긴 보유 시간에 대해 10-20} 시간과 같은 시간에 10-20} 시간) . . . . 강화를 달성하기 위해 정밀한 제어가 필요합니다.

큰 인장/압축 응력 완화 (e . g ., t6151):

켄칭 후, 큰 용서는 일반적으로 큰 인장 또는 압축 기계를 사용하여 스트레스 완화를 필요로하며, 잔류 응력을 크게 줄이고, 가공 왜곡을 최소화하며, 치수 안정성을 향상시킨다 .이 단계는 특히 큰 구성 요소에 중요합니다. 고온 서비스 부품의 경우 잔류 응력이 크리프 거동 및 열 피로 수명에 영향을 줄 수 있습니다 .

마무리 및 검사:

디버링, 샷 피닝 (피로 성능 향상), 차원 검사, 표면 품질 검사 .

마지막으로, 포괄적 인 비파괴 테스트 (e {. g ., 초음파, 침투제, 와전류) 및 기계적 특성 테스트는 제품이 최고 항공 우주 또는 관련 산업 사양을 충족하도록하기 위해 수행됩니다 .

 

 

2. 2618 큰 다이 용어의 기계적 특성

 

2618 T61 TEMPER의 대형 다이러기는 독특한 고온 강도, 우수한 실내 온도 강도 및 우수한 피로 성능을 나타냅니다. 고온 응용 분야에 선호하는 선택이됩니다. . 성능 지표는 일반적으로 항공 우주 또는 특수 산업 표준에 의해 엄격하게 필요합니다. 방향 .

 

속성 유형

T61 전형적인 값 (방 온도)

T61 전형적인 가치 (250도)

테스트 방향

기준

궁극적 인 인장 강도 (UTS)

430-470 MPA

260-300 MPA

l/lt/st

ASTM B557

항복 강도 (0.2% YS)

380-420 MPA

200-240 MPA

l/lt/st

ASTM B557

신장 (2 인치)

7-12%

10-18%

l/lt/st

ASTM B557

브리넬 경도

135-150 HB

N/A

N/A

ASTM E10

피로 강도 (10 ° 사이클)

130-160 MPA

100-120 MPA

N/A

ASTM E466

크리프 파열 강도 (1000H, 250도, 0.2% 변형)

100-120 MPA

N/A

N/A

ASTM E139

골절 인성 K1C

20-26 mpa√m

N/A

N/A

ASTM E399

전단 강도

250-280 MPA

N/A

N/A

ASTM B769

탄성 계수

72 GPA

65 GPA

N/A

ASTM E111

 

속성 균일 성 및 이방성:

큰 다이 용서의 크기와 무게는 내부 기계적 재산 균일 성을 특히 고온 성능 .에 관한 도전으로 만듭니다.

정밀한 곡물 흐름 제어는 주요 하중 방향에서 최적의 성능을 가능하게하고 가로 및 짧은 트랜스리스 특성을 향상시켜 전체 이방성, 특히 임계 영역에서 고온 성능을 줄입니다 .

 

 

3. 미세 구조적 특성

 

2618 큰 다이 구조의 미세 구조는 고온 강도, 크리프 저항 및 피로 성능 .의 기본 보장입니다.

주요 미세 구조적 특징:

세련되고 균일하며 조밀 한 곡물 구조:

큰 단조 비율로 화를 내고 죽은 후, 거친 as- 캐스트 곡물은 철저하게 분해되어 미세하고 균일하며 조밀 한 재결정 곡물을 형성합니다. . 이것은 다공성, 가스 주머니 및 분리와 같은 캐스팅 결함을 제거하여 재료의 연성, 강인성 및 피로를 크게 향상시킵니다...

Ni 및 Fe 요소에 의해 형성된 안정적인 분산증 (e . g ., all₃ni, al₉feni)은 고온에서 곡물 경계를 효과적으로 핀 geain 성장 및 크리프를 억제하여 미세 입자 강화를 유지합니다 ({3}}.

연속 곡물 흐름은 부분 모양과 매우 일치합니다:

이것은 대형 다이 페러스의 가장 중요한 특성과 장점입니다. .은 큰 다이 캐비티 내에서 금속이 플라스틱으로 흐르기 때문에 그 곡물은 길고 연속적인 섬유질 흐름 라인을 형성하여 부품의 복잡한 외부 및 내부 구조와 밀접하게 부여 .입니다.

실제 작동 조건 하에서 부품의 1 차 응력 방향과 의이 곡물 흐름 정렬은 부하를 효과적으로 전달하여 부품의 피로 성능, 충격 강인함 및 임계 응력 영역에서 부품의 피로 성능, 충격 강인함 및 열 피로 저항을 크게 향상시킵니다 (e . g ., 큰 연결 구멍, 모서리, 대형 크로스-}, {4},.}. 곡물 흐름의 연속성은 전반적인 구조적 무결성 .에 중요합니다.

강화 단계의 정확한 제어 및 균일 분포 (침전물):

엄격하게 제어 된 용액 열처리 및 노화 후, 1 차 강화 단계 (e . g ., al₂cu, s 'phase al₂ cumg 및 ni/f에 의해 형성된 안정적인 금속 간 화합물) 최적의 크기, 모피지, 그리고 스페이싱.를 갖는 알루미늄 매트릭스에서 균일하게 침전됩니다.

대형 2618 개의 마초의 경우, 노화 처리 (T61 Temper)는 높은 온도에서 매우 높은 안정성, 특히 Ni 및 Fe 금속 간 화합물이 풍부한 내 안정성을 갖는 강화 단계를 형성하는 것을 목표로하며, 이는 조심 및 용해에 내성이있는 Ni 및 Fe 금속 간 화합물이 풍부하여 고온에서 합금의 장기 기계적 특성을 보장합니다 (.}}}.

높은 야금 청결 및 낮은 결함률:

대형 다이 페러스는 원자재 불순물 함량의 엄격한 제어를 통한 주조 결함 .가없는 조밀 한 내부 구조를 가지고 있으며, 유해한 철이 풍부한 또는 실리콘이 풍부한 단계의 형성이 줄어들어 재료의 강인성, 피로 수명 및 피로의 손상 .. 대규모의 용어가 매우 낮은 수준의 불가사의를 필요로합니다. 내부 품질에 대한 100% 초음파 검사 .

 

 

4. 치수 사양 및 공차

 

2618 대형 알루미늄 합금 다이러기는 일반적으로 치수 정확도와 기하학적 공차에 대한 엄격한 요구 사항을 가진 필드에 적용되며 복잡하고 Net 모양 생산을 달성 할 수 있습니다 .

 

매개 변수

일반적인 크기 범위

항공 우주 단조 공차 (e . g ., AMS 2770)

정밀 가공 공차

테스트 방법

최대 봉투 치수

500 - 3000 mm

± 0.5% 또는 ± 2 mm

± 0.05 - ± 0.3 mm

CMM/레이저 스캔

최소 벽 두께

5 - 100 mm

± 1.0 mm

± 0.2 - ± 0.5 mm

CMM/두께 게이지

중량 범위

20 - 500 kg

±3%

N/A

전자 규모

표면 거칠기 (위조)

ra 12.5 - 50 μm

N/A

ra 1.6 - 6.3 μm

프로파일 미터

평탄

N/A

0.5 mm/100mm

0.1 mm/100mm

평탄도 게이지/cmm

수직

N/A

0.3도

0.1도

각도 게이지/CMM

 

사용자 정의 기능:

대형 다이러기는 일반적으로 고도로 사용자 정의되어 있으며, 고객이 제공하는 복잡한 CAD 모델 및 엔지니어링 도면을 기반으로 생산됩니다 .

제조업체는 강력한 다이 설계 및 제조 기능뿐만 아니라 매우 큰 단조 및 열 처리 장비를 보유해야합니다 .

원료 사전 포지, 다이 단조, 열처리, 응력 완화, 거친/마감 가공에 이르기까지 모든 서비스가 제공 될 수 있습니다. .

 

 

5. 성미 지정 및 열처리 옵션

 

2618 합금의 특성은 열처리, 특히 노화 처리 .에 크게 의존합니다 . .} 열 처리의 균일 성과 깊이는 주요 과제 .입니다.

 

성질 코드

프로세스 설명

일반적인 응용 프로그램

주요 특성

O

완전히 어닐링되고 부드럽습니다

추가 처리 전에 중간 상태

최대 연성, 최저 강도

T61

용액 열처리 된 다음 인위적으로 노화됩니다

고온 구조 구성 요소, 엔진 부품

최적의 고온 강도, 좋은 실무 강도, 피로 저항

T6151

솔루션 열처리, 인위적으로 숙성, 스트레치 스트레스가 해제됩니다

잔류 응력 및 가공 왜곡 감소

최적의 고온 강도, 낮은 잔류 응력

 

성미 선택 지침:

T61 성미: 이것은 대형 2618 마초의 표준 및 선호하는 성질로, 고온에서 2618 합금에 필요한 강도, 크리프 저항 및 열 피로 성능을 제공합니다 .

T6151 성질: 두껍거나 정밀한 대형 용서의 경우, T6151 성미를 선택하면 효과적으로 담금질 잔류 응력을 줄여서 가공 왜곡을 최소화하고 치수 안정성을 향상시킬 수 있으며, 이는 고온에서 정확한 적합성을 유지하고 응력 농도를 감소시키는 데 중요합니다. ..

 

 

6. 가공 및 제조 특성

 

2618 대 다이러기의 가공에는 일반적으로 고성능 절단 도구와 최적화 된 공정이 필요합니다. 용접성이 좋지 않습니다 .

 

작업

도구 자료

권장 매개 변수

의견

선회

탄화물, PCD 도구

vc =100-500 m/min, f =0.1-1.0 mm/rev

경도가 높고 고도로 공작 기계, 표면 마감을위한 정밀

갈기

탄화물, PCD 도구

vc =150-800 m/min, fz =0.08-0.6 mm

고성능 가공 센터, 충분한 냉각, 다축 제어

교련

탄화물, 코팅 된 HSS

vc =30-100 m/min, f =0.05-0.25 mm/rev

깊은 구멍 드릴링, 내부 냉각, 칩 대피, 엄격한 치수 제어

태핑

HSS-E-PM

vc =5-20 m/min

적절한 윤활, 실이 찢어지는 것을 방지하고 절단력을 염두에 두십시오

용접

권장되지 않음 (퓨전 용접)

대형 2618 구성 요소는 용접성이 좋지 않으며 크래킹 및 강도 손실이 발생하기 쉽습니다.

주로 기계적 고정 또는 브레이징/확산 결합을 통해 (특정 응용)

잔류 스트레스 처리

사후 처리 치료 사전 스트레치/전 저축 또는 진동 응력 완화 또는 단계별 가공

가공 왜곡 방지, 치수 안정성을 보장하며 특히 고온 서비스 성능에 영향을 미칩니다.

중요한 항공 우주 과정

 

 

제작 지침:

가공 가능성: 2618 T61 Temper는 경도가 높습니다. 가공 가능성은 양호하지만 대형 가공 허용량, 고전력, 고도로 공구 및 충분한 냉각 윤활이 필요하기 때문에 대형 부품의 공구 마모 .에 민감합니다. .

잔류 스트레스: Quarging Quessing . . . 후에 큰 잔류 응력이 높습니다. T6151 성질 (인장 응력 완화 포함)은 가공 왜곡을 효과적으로 제어 할 수 있습니다. 이는 가공 왜곡과 고온 구성 요소의 치수 안정성 및 크리프 성능에 결정적인 .가 큰 구성 요소의 정밀 가공, 러프 스테이지 머신 전략을 포함하여 거칠게 눌러야합니다. 고용 .

용접 성: 2618 합금의 종래의 융합 용접 성은 매우 열악하고, 뜨거운 균열 및 관절 강도의 심각한 손실에 매우 적합하며, 구조적 용접에 적합하지 않으며 . ., 고강도 볼트 연결 또는 리벳 팅은 전형적으로 사용되거나 고체 용접 (예 : 마찰 FWSW) 또는 브라질 부드음에 영향을 미칠 수 있습니다. 전반적인 고온 성능 .

 

 

7. 부식성 및 보호 시스템

 

2618 대형 알루미늄 합금 다이러기의 부식 저항은 특히 습한 또는 염화물 환경에서 상대적으로 일반적이며 추가 보호가 필요합니다 .

 

부식 유형

T61 (전형적인)

보호 시스템

대기 부식

좋은

양극화 또는 특별한 보호가 필요하지 않습니다

해수 부식

보통의

양극화, 고성능 코팅, 갈바니 분리

스트레스 부식 균열 (SCC)

적당히 민감합니다

양극화, 코팅, 잔류 응력 감소

각질 제거 부식

적당히 민감합니다

양극화, 코팅

곡물 간 부식

적당히 민감합니다

열처리 제어

 

부식 방지 전략:

합금 및 성미 선택: 2618 합금의 구리 함량은 부식성이 6xxx 시리즈 합금보다 열등하게 만듭니다. 그러나이 트레이드 오프는 일반적으로 고온 성능을 달성하기 위해 받아 들여집니다 .

표면 처리:

양극화: 위조 표면에 밀집된 산화물 필름을 형성하여 부식 및 내마모성 향상 . 큰 구성 요소의 경우, 양극 탱크 및 공정 제어의 크기가 중요합니다 .

화학 전환 코팅: 페인트 또는 접착제를위한 좋은 프라이머 역할을하여 추가 부식 방지 .

고성능 코팅 시스템: 다층 고성능 방지 코팅은 매우 부식성이있는 환경, 특히 고온 노출 구역에서 적용 할 수 있습니다 .

갈바니 부식 관리: 호환되지 않는 금속과 접촉 할 때 엄격한 격리 측정 (e . g ., 개스킷, 단열 코팅, 실란트)는 갈바니 부식을 방지하기 위해 복용해야합니다. 이는 큰 복잡한 구조에서 특히 중요합니다. ..

 

 

8. 엔지니어링 설계를위한 물리적 특성

 

2618 대형 알루미늄 합금 다이러기의 물리적 특성은 고온 구조 구성 요소 설계에서 핵심 입력 데이터 .입니다.

 

재산

설계 고려 사항

밀도

2.76 g/cm³

가벼운 디자인

용융 범위

530-630 학위

열처리 및 용접 창

열전도율

160 W/m·K

열 관리, 열 소산 설계

전기 전도성

36% IAC

적당한 전기 전도성

비열

920 J/KG · K

열 질량 및 열 용량 계산

열 팽창 (CTE)

22.8 ×10⁻⁶/K

온도 변화로 인한 치수 변화

영률

72 GPA

편향 및 강성 계산

포아송의 비율

0.33

구조 분석 매개 변수

댐핑 용량

낮은

진동 및 소음 제어

 

설계 고려 사항:

고온 강도 및 안정성: 200-300도 온도 범위에서의 2618의 강도 유지는 다른 일반적인 알루미늄 합금보다 훨씬 우수하며, 이는 핵심 이점 .입니다.

우수한 피로 성능과 크리프 저항: 합금의 특성과 결합 된 단조 공정은 고온 주기적 하중 .에 노출 된 엔진 구성 요소에 적합합니다.

궁극적 인 강도 대 중량비 (고온에서): 고온 환경에서 탁월한 강도 대 중량 비율을 제공하며, 무게 감소를 달성하고 Aero-Engines .의 추력 대량 비율 향상에 이상적입니다.

큰 복잡한 모양의 통합: 대형 다이 단조는 거의 네트 모양의 복잡한 형상을 생성하여 여러 기능을 통합하고 부품 수 및 조립 비용을 줄일 수 있습니다.

잔류 응력 제어: 대형 용서에서 잔류 응력을 제어하는 것은 설계 및 처리에 핵심 초점이며, 차원 안정성 및 고온 크리프 거동에 영향을 미치는 .

설계 제한:

높은 비용: 원자재 비용, 다이 개발 비용, 단조 장비 투자 및 정밀 가공 비용은 모두 매우 높기 때문에 광범위한 응용 프로그램을 제한합니다 .

긴 제조주기: 복잡한 대형 단조를위한 다이의 설계 및 제조 및 멀티 패스 단조 및 열처리주기는 길고 정확한 생산 계획이 필요합니다 .

가난한 용접성: 전통적인 퓨전 용접 방법은 일반적으로 2618 대형 하중 구조 .에 사용되지 않습니다.

7xxx 시리즈보다 실내 온도 강도: 실내 온도 강도는 7075와 같은 초 고강도 합금만큼 높지는 않지만 고온에서는 이점이 중요해집니다 .

경제 및 지속 가능성 고려 사항:

고 부가가치 애플리케이션: 대형 2618 개조는 주로 성능, 신뢰성 및 안전에 대한 수요가 매우 높은 전략적 항공 우주 분야에서 주로 사용되며, 여기서 높은 비용은 .을 제공하는 중요한 성능 개선 및 안전 마진으로 인해 높은 비용이 상쇄됩니다.

재료 활용 효율성: 고급 근처 네트 쉐이핑 위조 기술과 정밀 가공은 재료 폐기물을 최소화 할 수 있지만, 큰 부품의 경우 가공 허용량은 여전히 상당 할 수 있습니다 .

환경 친화 성: 알루미늄 합금은 재활용 가능성이 높으며 녹색 제조 및 원형 경제 원리와 일치합니다. .

향상된 안전: 탁월한 고온의 고온 성능은 Aero-Engines와 같은 중요한 장비의 안전을 직접 향상시킵니다.

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