Ceanglais Theicniúla agus Caighdeáin Thagartha do Phlátaí Cóimhiotail Tíotáiniam
1. Aicmiú agus Gráid Ábhar
Déantar plátaí cóimhiotal tíotáiniam a rangú go ginearálta i gceithre chatagóir bunaithe ar a gcomhdhéanamh microstructure agus cóimhiotail. Is éard atá i gcóimhiotail alfa, mar Ti-5Al-2.5Sn (Grád 6), go príomha cobhsaitheoirí alfa amhail alúmanam agus stáin. Tairgeann na cóimhiotail seo táthaitheacht den scoth agus friotaíocht creep ag teochtaí ardaithe, rud a fhágann go bhfuil siad oiriúnach do struchtúir aerfhráma agus feidhmeanna crióigineacha. Ionchorpraíonn garchóimhiotail alfa, lena n-áirítear Ti-8Al-1Mo-1V (Grád 9) agus Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, méideanna beaga cobhsaitheoirí béite agus struchtúr alfa-cheannasach á chothabháil ag an am céanna. Soláthraíonn siad cobhsaíocht ardteochta feabhsaithe do chomhpháirteanna inneall tuirbín gáis.
Is é alfa-chóimhiotail beta an chatagóir is mó a úsáidtear, agus is é Ti-6Al-4V (Grád 5) an cóimhiotal capall oibre ar fud na n-earnálacha aeraspáis, leighis agus tionsclaíochta. Baineann an cóimhiotal seo amach an chothromaíocht is fearr idir neart, insínteacht, agus toughness briste trína mhicreastruchtúr dé-chéim. Cuireann an t-athraitheach breise íseal interstitial, Ti-6Al-4V ELI (Grád 23), srian ar ábhar ocsaigine, iarainn agus hidrigine chun lamháltas damáiste a fheabhsú d'fheidhmeanna ríthábhachtacha. Is féidir cóimhiotail béite mar Ti-10V-2Fe-3Al agus Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn a chóireáil le réiteach agus aois a bhaint amach chun na leibhéil neart is airde i measc cóimhiotail tíotáiniam a bhaint amach, le buntáistí ar leith maidir le foirmiúlacht roimh chóireáil teasa.
2. Ceanglais maidir le Comhdhéanamh Ceimiceach
Ní mór comhdhéanamh ceimiceach plátaí cóimhiotail tíotáiniam a rialú go docht chun airíonna meicniúla comhsheasmhacha agus friotaíocht creimeadh a chinntiú. I gcás Ti-6Al-4V (Grád 5), raonta ábhar alúmanaim ó 5.50 go 6.75 faoin gcéad, agus raonta vanadium ó 3.50 go 4.50 faoin gcéad. Tá iarann teoranta d'uasmhéid 0.30 faoin gcéad, ocsaigin go 0.20 faoin gcéad, carbóin go 0.08 faoin gcéad, nítrigin go 0.05 faoin gcéad, agus hidrigin go 0.015 faoin gcéad. Ní fhéadfaidh iomlán na n-eilimintí iarmharacha go léir a bheith níos mó ná 0.40 faoin gcéad.
Maidir leis an ngrád ELI, tá alúmanam teoranta do 5.50 go 6.50 faoin gcéad, iarann go 0.25 faoin gcéad uasta, ocsaigin go 0.13 faoin gcéad, agus hidrigin go 0.0125 faoin gcéad. Feabhsaítear go suntasach leis na leibhéil laghdaithe interstitial seo toughness briste agus insínteacht, agus is é sin an fáth go bhfuil an grád seo éigeantach le haghaidh ionchlannáin máinliachta agus comhpháirteanna struchtúracha aeraspáis ríthábhachtacha. Ceadaíonn Ti-5Al-2.5Sn (Grád 6) alúmanam idir 4.00 agus 6.00 faoin gcéad, stáin idir 2.00 agus 3.00 faoin gcéad, le iarann suas le 0.50 faoin gcéad agus hidrigin suas le 0.020 faoin gcéad. Meaitseálann an teorainn ocsaigine an caighdeán Ti-6Al-4V ag 0.20 faoin gcéad.
3. Ceanglais Mheicniúla Maoine
Ag teocht an tseomra sa treo fadaimseartha, ní mór do phláta Ti-6Al-4V neart teanntachta íosta deiridh de 895 MPa a bhaint amach, neart toraidh íosta ag fritháireamh 0.2 faoin gcéad de 828 MPa, fadú íosta 10 faoin gcéad, agus laghdú ar achar íosta 25 faoin gcéad. Coinníonn an leagan ELI na ceanglais fadaithe agus laghdaithe céanna ach le leibhéil neart laghdaithe beagán: 860 íosneart teanntachta MPa agus íos-neart toraidh 795 MPa. Éilíonn Ti-5Al-2.5Sn neart teanntachta íosta 827 MPa, neart íosta toraidh 759 MPa, agus méadracht insínteachta a mheaitseáil.
Le haghaidh seirbhíse teochta ardaithe, ní mór do phláta Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo neart íosta teanntachta de 620 MPa a léiriú ag 315 céim Celsius, le friotaíocht scealptha fíoraithe ag 425 céim Celsius. Léiríonn toughness briste paraiméadar ríthábhachtach do dhearadh damáiste-fhulangach. Caithfidh pláta Ti-6Al-4V ELI toughness briste brú eitleáin a bhaint amach K_IC de 75 MPa fréimhe cearnach méadar ar a laghad, agus éilíonn Ti-5Al-2.5Sn 55 MPa fréimhe cearnach de mhéadar ar a laghad. Is iad na ceanglais fuinnimh tionchair charpy V-notch ná 20 giúl agus 16 giúl faoi seach.
4. Lamháltais Toiseach agus Críochnaigh Dromchla
Athraíonn caoinfhulaingt tiús de réir tiús pláta. I gcás plátaí suas le 6.35 milliméadar, tá lamháltas caighdeánach móide nó lúide 0.13 milliméadar, agus tá lamháltas cruinneas níos doichte go dtí móide nó lúide 0.08 milliméadar. Idir 6.35 agus 25.4 milliméadar, éiríonn lamháltas caighdeánach móide nó lúide 0.25 milliméadar, le beachtas ag móide nó lúide 0.13 milliméadar. I gcás plátaí níos mó ná 25.4 milliméadar suas le 50.8 milliméadar, tá lamháltas caighdeánach móide nó lúide 0.38 milliméadar agus tá caoinfhulaingt cruinneas móide nó lúide 0.25 milliméadar.
Tá lamháltas leithead móide 6.35 milliméadar gan aon lúide faoi choinníollacha caighdeánacha, níos doichte go móide 3.18 milliméadar le haghaidh cruinneas. Tá caoinfhulaingt fad móide 25 milliméadar caighdeánach, móide 13 milliméadar cruinneas. Ní féidir le maoile a bheith níos mó ná 3.2 milliméadar in aghaidh an mhéadair faoi cheanglais chaighdeánacha, nó 1.6 milliméadar in aghaidh an mhéadair le haghaidh pláta cruinneas. Tá imeall camber teoranta do 3.2 milliméadar in aghaidh an 3 mhéadar caighdeánach, agus 1.6 milliméadar in aghaidh an 3 mhéadar cruinneas.
Braitheann riachtanais chríochnú dromchla ar an modh próiseála. Caithfidh plátaí teorollta garbh garbh dromchla Ra nach mó ná 6.3 micriméadar a bhaint amach. Teastaíonn Ra nach mó ná 3.2 micriméadar ó phlátaí fuarrollta nó picilte go ceimiceach. Éilíonn cruinneas-plátaí talaimh Ra nach mó ná 1.6 micriméadar.
5. Riachtanais Metallurgical
Caithfidh micreastruchtúr an phláta cóimhiotal tíotáiniam alfa-béite sa mhuileann-riocht annealaithe a bheith comhdhéanta de phríomhphas alfa comhchothrom a dháiltear laistigh de bhéite-mhitrís trasfhoirmithe. Ní cheadaítear céim alfa teorann gráin leanúnach mar go ndéanann sé díghrádú ar insínteacht agus friotaíocht tuirse. Caithfidh méid gráin a bheith ASTM 5 nó níos míne, agus ASTM 6 go 8 á bhaint amach ag gnáththáirgeadh. Ní mór an cás alfa, an ciseal dromchla saibhrithe ocsaigine crua a foirmíodh le linn próiseála ardteochta, a bhaint go hiomlán. Teastaíonn próifíliú micrea-chruas lena bhfíorú nach léiríonn aon spíc chruas ar an dromchla, nó scrúdú meiteagrafach lena ndeimhnítear nach bhfuil aon chiseal alfa-chobhsaithe fágtha.
Tá cosc ar sceacha béite, ar réigiúin áitiúla iad de-saibhriú cobhsaithe béite, i bhfeidhmchláir ríthábhachtacha aeraspáis. Braitear iad trí chigireacht mhacra-eitse agus úsáid á baint as imoibrithe cuí. Déantar an t-ábhar cuimsithe a rátáil de réir Modh A ASTM E45, agus na leibhéil uasta incheadaithe A2, B2, C2, agus D2 le haghaidh cuimsithe tanaí, troma, sileacáit agus ocsaíde cruinne faoi seach.
6. Riachtanais Tástála nach-Mhillteach
Tá tástáil ultrasonaic éigeantach do gach pláta 6.35 milliméadar agus níos tiús, arna déanamh de réir critéar AMS-STD-2154 Aicme A. Níl aon tásc ar mó é ná coibhéis poll bun comhréidh 3.2-milliméadar inghlactha. Baineann tástáil treá-ruaim le gach dromchla críochnaithe de réir ASTM E1417, gan aon tásca líneacha ar mó iad ná 3.2 milliméadar ar fad. Tá tástáil radagrafach forchoimeádta do limistéir táthaithe nó deisiúcháin de réir ASTM E1742. Féadfaidh tástáil reatha Eddy ionad tástála ultrasonaic ar phlátaí tanaí faoi bhun 6.35 milliméadar, ag leanúint nósanna imeachta ASTM E426 le híogaireacht arna bhunú trí chomhaontú idir an ceannaitheoir agus an soláthraí.
7. Coinníollacha Cóireála Teasa
Próiseáiltear an pláta muileann-annealaithe ag 704 go 760 céim Celsius agus fuarú aer ina dhiaidh sin. Soláthraíonn an coinníoll seo airíonna cothromaithe d'iarratais ghinearálta. Baineann anáil déphléacsacha le cóireáil tuaslagáin ag 954 céim Celsius le múchadh uisce, agus ina dhiaidh sin aerfhionnuar 538 céim Celsius, rud a fheabhsaíonn déine briste i gcás damáiste-dearthaí fulangacha. Réiteach cóireáilte agus pláta d'aois a bhaint amach neart uasta trí chóireáil ag 927 céim Celsius le quench uisce, ansin ag dul in aois ag 538 céim Celsius ar feadh 4 go 8 uair an chloig. Táirgeann annealing béite ag 1010 céim Celsius le fuarú aeir, agus cobhsú ag 760 céim Celsius ina dhiaidh sin, micreastruchtúr béite claochlaithe atá optamaithe le haghaidh friotaíocht creep in iarratais inneall aeraspáis. Leanann faoiseamh strus ag 538 go 649 céim Celsius oibríochtaí meaisínithe nó foirmithe.
Ní mór don chóireáil teasa ar fad tarlú i bhfolús ag 10 go dtí an lúide 3 milleabar nó níos fearr, nó in atmaisféar argóin ardíonachta. Ní mór aon chás alfa a fhoirmítear le linn cóireála teasa a bhaint go hiomlán roimh an iniúchadh deiridh.
8. Caighdeáin Thagartha
Is é ASTM B265 an tsonraíocht phríomhúil le haghaidh pláta cóimhiotail tíotáiniam, a chlúdaíonn stiall, bileog agus pláta cóimhiotail tíotáiniam agus tíotáiniam. Sainmhíníonn an caighdeán seo teorainneacha comhdhéanamh ceimiceach, ceanglais maoine meicniúla, lamháltais tríthoiseach, agus forálacha ginearálta cáilíochta. Soláthraíonn ASTM B348 le haghaidh barraí agus billéid tagairtí tástála meicniúla forlíontacha.
Maidir le modheolaíocht tástála meicniúla, rialaíonn ASTM E8 agus E8M tástáil teannais ar ábhair mhiotalacha. Leanann fíorú cruas ASTM E18 do chruas Rockwell nó ASTM E10 do chruas Brinell. Úsáideann measúnú ábhar cuimsithe ASTM E45, oiriúnaithe do chóimhiotail tíotáiniam. Leanann tomhas méid gráin ASTM E112. Aimsíonn próifíliú micrea-chruas in aghaidh an ASTM E384 cás alfa iarmharach. Leanann ASTM E3 agus ASTM E407 faoi seach le hullmhú samplaí miotalagrafaíochta agus eitseáil.
I measc na gcaighdeán tástála neamh-millteach tá ASTM E1417 do thástáil threáiteach leachta, ASTM E1742 do scrúdú radagrafaíochta, agus ASTM E426 do thástáil srutha leictreamaighnéadacha ar tháirgí tanaí. Tá treoir ullmhúcháin agus díscála dromchla le fáil in ASTM B600.
Soláthraíonn Sonraíochtaí Ábhar Aeraspáis ceanglais níos déine maidir le{0}}fheidhmchláir ríthábhachtacha eitilte. Clúdaíonn AMS 4907 pláta Ti-6Al{-4V sa riocht annealaithe. Tugann AMS 4911 aghaidh ar réiteach cóireáilte agus pláta Ti-6Al-4V d'aois. Sonraíonn AMS 4930 pláta Ti-6Al-4V interstitial íseal breise. Baineann AMS 4940 le pláta Ti-5Al-2.5Sn. Clúdaíonn AMS 4943 pláta cóimhiotail beta Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn. Tugann AMS 4945 aghaidh ar phláta cóimhiotal gar-alfa Ti-8Al-1Mo-1V. Sainmhínítear critéir glactha iniúchta ultrasonaic in AMS-STD-2154.
Áiríonn sonraíochtaí míleata oidhreachta MIL-T-9046 do leathán tíotáiniam, stiall agus pláta, agus MIL-T-9047 le haghaidh barraí agus gaibhnithe. Leanann tástáil comhshaoil MIL-STD-810.
Áirítear le caighdeáin idirnáisiúnta ISO 5832-3 d’ionchlannáin máinliachta cóimhiotail Ti-6Al-4V saoirsithe, agus ISO 5832-10 d’ionchlannáin cóimhiotail Ti-5Al-2.5Fe. Clúdaíonn Caighdeáin na Breataine BS 2TA 2 agus BS 2TA 11 bileog agus pláta Ti-6Al-4V. Soláthraíonn Gearmáinis DIN 17850 sonraíochtaí teicniúla do chóimhiotail tíotáiniam saoirsithe. Tugann Seapáinis JIS H4600 aghaidh ar leatháin, plátaí agus stiallacha. Baineann caighdeán náisiúnta na Síne GB/T 3621 agus caighdeán míleata GJB 2505A le pláta cóimhiotail tíotáiniam de ghrád eitlíochta.
9. Feidhmchlár-Riachtanais ar leith
Éilíonn feidhmchláir struchtúracha aeraspáis sonraí ard-tuirse rothaíochta, anailís lamháltais damáiste, agus comhlíonadh Leibhéal A NDT in aghaidh AMS 4907, AMS 4911, agus AMS-STD-2154. Éilíonn comhpháirteanna innill aeraspáis airíonna teanntachta teochta ardaithe, fíorú friotaíochta creep, agus tástáil cobhsaíochta teirmeach in aghaidh an AMS 4945 agus ASTM E139.
Sainordaíonn feidhmchláir ionchlannáin leighis tástáil bith-chomhoiriúnachta lena n-áirítear measúnachtaí cíteatocsaineachta agus íograithe, agus tá ábhar grád ELI éigeantach de réir ISO 5832-3, ASTM F136, agus ASTM F1472. Éilíonn trealamh próiseála ceimiceach bailíochtú friotaíochta creimthe i meáin phróisis shonracha agus táthaitheacht léirithe de réir ASTM B265, ASTM G28, agus NACE MR0175 nó ISO 15156. Caithfidh struchtúir mhuirí agus amach ón gcósta seasamh in aghaidh creimeadh uisce farraige agus comhoiriúnacht le córais cosanta cathodacha de réir ASTM B265 agus DNV{{9}OS-B401. Rialaíonn feidhmchláir núicléacha trasghearradh ionsú neodrón, cobhsaíocht radaíochta, agus ábhar riandúile de réir Chód Coire agus Árthaí Brú ASME Roinn II Cuid D.
10. Deimhniú agus Doiciméadúchán
Ní mór Teastas Tástála Muilte a bheith ag gabháil le gach luchtóg táirgthe a dhoiciméadaíonn torthaí anailíse ceimiceacha, torthaí tástála maoine meicniúla, inrianaitheacht líon teasa, agus toisí tomhaiste iarbhír. Tá an deimhniú seo éigeantach in aghaidh ASTM B265. Tuairiscíonn deimhnithe tástála neamh-millteach torthaí ultrasonaic, treáite nó radagrafaíochta le taifid cháilíochtaí oibreora. I measc na dtuarascálacha metallurgical tá fótamicreagraif micreastruchtúr, méid gráin tomhaiste, agus rátálacha cuimsithe le haghaidh feidhmeanna ríthábhachtacha. Déanann deimhnithe cóireála teasa paraiméadair timthriall, cineál atmaisféar, agus taifid calabrú teirmeachúpla a dhoiciméadú. Bunaíonn tuarascálacha iomlána inrianaitheachta bunús ábhartha, cleachtas leá, agus stair phróiseála iomlán, rud atá riachtanach do chomhlíonadh rialála aeraspáis agus feistí leighis.
