
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 .
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속성 유형 |
T61 전형적인 값 (방 온도) |
T61 전형적인 가치 (250도) |
테스트 방향 |
기준 |
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궁극적 인 인장 강도 (UTS) |
430-470 MPA |
260-300 MPA |
l/lt/st |
ASTM B557 |
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항복 강도 (0.2% YS) |
380-420 MPA |
200-240 MPA |
l/lt/st |
ASTM B557 |
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신장 (2 인치) |
7-12% |
10-18% |
l/lt/st |
ASTM B557 |
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브리넬 경도 |
135-150 HB |
N/A |
N/A |
ASTM E10 |
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피로 강도 (10 ° 사이클) |
130-160 MPA |
100-120 MPA |
N/A |
ASTM E466 |
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크리프 파열 강도 (1000H, 250도, 0.2% 변형) |
100-120 MPA |
N/A |
N/A |
ASTM E139 |
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골절 인성 K1C |
20-26 mpa√m |
N/A |
N/A |
ASTM E399 |
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전단 강도 |
250-280 MPA |
N/A |
N/A |
ASTM B769 |
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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 .
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매개 변수 |
일반적인 크기 범위 |
항공 우주 단조 공차 (e . g ., AMS 2770) |
정밀 가공 공차 |
테스트 방법 |
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최대 봉투 치수 |
500 - 3000 mm |
± 0.5% 또는 ± 2 mm |
± 0.05 - ± 0.3 mm |
CMM/레이저 스캔 |
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최소 벽 두께 |
5 - 100 mm |
± 1.0 mm |
± 0.2 - ± 0.5 mm |
CMM/두께 게이지 |
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중량 범위 |
20 - 500 kg |
±3% |
N/A |
전자 규모 |
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표면 거칠기 (위조) |
ra 12.5 - 50 μm |
N/A |
ra 1.6 - 6.3 μm |
프로파일 미터 |
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평탄 |
N/A |
0.5 mm/100mm |
0.1 mm/100mm |
평탄도 게이지/cmm |
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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.
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성질 코드 |
프로세스 설명 |
일반적인 응용 프로그램 |
주요 특성 |
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O |
완전히 어닐링되고 부드럽습니다 |
추가 처리 전에 중간 상태 |
최대 연성, 최저 강도 |
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T61 |
용액 열처리 된 다음 인위적으로 노화됩니다 |
고온 구조 구성 요소, 엔진 부품 |
최적의 고온 강도, 좋은 실무 강도, 피로 저항 |
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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 .
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작업 |
도구 자료 |
권장 매개 변수 |
의견 |
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선회 |
탄화물, PCD 도구 |
vc =100-500 m/min, f =0.1-1.0 mm/rev |
경도가 높고 고도로 공작 기계, 표면 마감을위한 정밀 |
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갈기 |
탄화물, PCD 도구 |
vc =150-800 m/min, fz =0.08-0.6 mm |
고성능 가공 센터, 충분한 냉각, 다축 제어 |
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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 |
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태핑 |
HSS-E-PM |
vc =5-20 m/min |
적절한 윤활, 실이 찢어지는 것을 방지하고 절단력을 염두에 두십시오 |
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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) |
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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
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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 .
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부식 유형 |
T61 (전형적인) |
보호 시스템 |
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대기 부식 |
좋은 |
양극화 또는 특별한 보호가 필요하지 않습니다 |
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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.
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재산 |
값 |
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 |
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비열 |
920 J/KG · K |
열 질량 및 열 용량 계산 |
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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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