Aerospace háhita smíði: AMS forskriftir og NDT kröfur

„Háhitasmíði“ er hluti sem er mótaður með því að kreista heitan málm á milli stansa, venjulega gerður úr ofurblendi sem byggir á nikkel svo það heldur styrkleika sínum og þolir oxun á 650-1200 gráðu svæði þar sem þotuhreyflar og gasturbínur starfa.

AMS forskriftir (gefin út af SAE International) eru samningurinn sem skilgreinir efnafræði, bræðsluaðferð, hitameðferð, styrk og prófun fyrir þessar málmblöndur.

Fjórir vinnuhestar smíða málmblöndur eruInconel 718(styrkur auk suðuhæfni),Inconel 625(tæring auk oxunar),Hastelloy X(oxun í ~1200 gráður), og Waspaloy (skriðstyrkur í ~760 gráður).

NDT er skyldubundið: úthljóðsprófun (UT) sannar innri heilbrigði, skarpskyggnipróf (PT) finnur yfirborðssprungur, segulmagnaðir agnaskoðun (MPI) athugar járnsegulstál og röntgenmyndataka (RT) skoðar flókna eða soðna hluta.

Tilgreindu alltaf AMS númerið, endurskoðunarbréfið, ástandið og NDT flokkinn í innkaupapöntun. „Alloy 718“ eitt og sér er ekki forskrift.

Hvað eru háhita smíðar fyrir loftrými?

Aerospace háhita járnsmíðar eru málmhlutar sem mótaðir eru með því að þjappa heitum málmi á milli móta, gerðir úr nikkel-undirstaða ofurblendi svo þeir halda styrk sínum og standast oxun á 650-1200 gráðu svæði þar sem þotuhreyflar og gasturbínur starfa. Þau skipta máli vegna þess að ein smíðabilun í túrbínudiski eða festingarfestingu getur gert flugvél óvirka.

Smíða er frábrugðið steypu og vinnslu. Í steypu er bráðnum málmi hellt í mót; í vinnslu er málmur skorinn í burtu. Í járnsmíði er fast efni þjappað saman meðan það er heitt (venjulega 950-1200 gráður fyrir nikkelblendi), sem stillir kornflæðinu eftir útlínum hlutans og lokar innri tómum. Það kornflæði er ástæða þess að svikin hverfladiskur þolir sprunguvöxt mun betur en vélknúin blokk úr sömu málmblöndu. „Háhitastigið“ þýðir að álfelgið er hannað til að halda gagnlegum styrk og standast mælikvarða yfir u.þ.b. 650 gráður, langt umfram það sem venjulegt ryðfrítt stál þolir. Í einföldu máli: þetta eru hörðustu, hitaþolnu málmformin sem halda vélinni saman.

Hvaða AMS efnislýsingar gilda um háhitasmíði í flugi?

Ríkjandi AMS forskriftir eru vöruform og ástand staðlar birtir af SAE International; fyrir fjórar helstu smíða málmblöndur eru lykilnúmerin AMS 5662 / 5663 / 5664 (Inconel 718), AMS 5666 (Inconel 625), AMS 5754 (Hastelloy X) og AMS 5708 / 5709 (Waspaloy). Hver stjórnar efnafræði, bræðsluaðferðum, hitameðferð, vélrænum eiginleikum og vottun.

AMS (Aerospace Material Specification) skjöl eru lingua franca innkaupa á geimferðum. Þeir festa nákvæmlega efnafræðigluggann og bræðsluleiðina (nánast alltaf VIM plús VAR - vacuum induction melting plus vacuum arc remelting - fyrir snúningshluta), og þeir tilgreina hitameðferðarástandið sem efnið er afhent í. Ein álfelgur birtist því undir nokkrum AMS-númerum eftir vöruformi og ástandi, svo að nefna rangt númer á teikningu er raunveruleg verkfræðileg villa, ekki skriffinnska.

Þjónustuþök eru leiðbeiningar um nafngildi "gagnlegur styrkur / oxun"; eftirlitsmörkin eru alltaf hönnunarteikningin og sérstaka AMS endurskoðunin.

Inconel 718 vs Inconel 625 vs Hastelloy X vs Waspaloy: Hvaða járnblendi ættir þú að tilgreina?

Veldu álfelgur með ríkjandi bilunarstillingu sem þú verður að lifa af: veldu Inconel 718 þegar þú þarft bestu styrk-plus-suðusamsetninguna, Inconel 625 þegar tæring og oxun ræður ríkjum, Hastelloy X þegar þú verður að keyra heitara en ~900 gráður og Waspaloy þegar skriðstyrkur yfir ~650 gráður er í forgangi.

Þessar fjórar málmblöndur eru ekki skiptanlegar; hver er fínstillt fyrir mismunandi þvingun. Inconel 718 er sjálfgefið vegna þess að gamma-double-prime ( ″) styrking hans gerir það kleift að ná háum styrk á meðan það er áfram soðið. Inconel 625 öðlast styrk sinn frá mólýbdeni og níóbíum og er valið þar sem sjór, útblástur eða oxunarárás skiptir meira máli en hámarksstyrkur.

Hastelloy X er álfelgur með fastri lausn sem er byggt fyrir oxunarþol allt að ~1200 gráður, tilvalið fyrir kyrrstöðu heit mannvirki. Waspaloy, styrkt með gamma-prime (′), vinnur skriðstyrk á bilinu 650-760 gráður fyrir snúningsvélbúnað.

Hvaða NDT aðferðir eru nauðsynlegar fyrir flugvélasmíði og hvað greinir hver og einn?

Aerospace smíðar eru reglulega látnir gangast undir ultrasonic prófun (UT) fyrir innri heilbrigði, fljótandi penetrant prófun (PT) fyrir yfirborð sprungur, segulmagnaðir agna skoðun (MPI) fyrir ferromagnetic stál, og röntgenmyndataka (RT) fyrir flóknar eða soðið rúmfræði. Yfirborðs- og innri athuganir eru til fyllingar, aldrei valfrjálsar í staðinn fyrir hvort annað.

Smíða getur litið fullkomlega út að utan en samt falið galla undir yfirborðinu, eða verið hreint að innan en samt borið á sér hárlínu yfirborðssprungu frá meðhöndlun. Hver NDT aðferð sér mismunandi flokk galla, sem er ástæðan fyrir því að flugskramma og gæðakerfi vélar stafla þeim.

UT notar hljóðbylgjur til að sýna innri tóm, innilokanir og hringi; PT notar litarefni sem seytlar inn í opnar yfirborðssprungur og blossar björt undir UV-ljósi; MPI virkar aðeins á segulstál og sýnir ósamfellu á yfirborði og nálægt yfirborði; RT notar röntgengeisla til að mynda rúmmálsgalla í þykkum eða soðnum hlutum.

Hvernig kortleggjast NDT viðurkenningarviðmið við AMS og ASTM staðla?

Samþykkisviðmið eru skilgreind af pöntuðum staðli og flokki, ekki með alhliða „passa“, þannig að kaupandi verður að vitna í bæði aðferðarstaðalinn (til dæmis AMS 2630 Class A fyrir UT) og leyfilega vísbendingastærð; fyrir járnsegulstál umbreyta hreinlætisflokkar AMS 2300-röðarinnar innilokunartölum í samþykki/hafna mörk.

NDT er tilgangslaust án samþykkisreglu. Fyrir UT af unnu nikkeli og stálvöru, setja AMS 2630 (þykkt) og AMS 2632 (þunnt) gæðastig sem byggir á viðmiðunarblokkum - FBH-jafngildi (flatbotna holu) endurskinsmörk og reglur um þéttar ábendingar. Fyrir penetrants skilgreinir AMS 2644 gerð penetrants, aðferð og næmisstig (½ til 4) sem stjórnar því hversu fína sprungu er að finna.

Fyrir hreinleika stáls flokkar AMS 2300 fjölskyldan efni eftir tíðni (F) og alvarleika (S) einkunnum út frá lengd segulkorna: AMS 2300 er úrvalsstigið, VAR/ESR-þarfa þrep fyrir mikilvæga snúningshluta, og AMS 2301 / 2304 eru algengari gæðastig flugvéla. Þessar MPI hreinleikaforskriftir eiga við um járnsegulstál; nikkel ofurblendi eru þess í stað viðurkenndar af UT og PT vegna þess að þær eru ekki segulmagnaðir.

Af hverju ákveður bræðsluæfing (VIM + VAR) áreiðanleika smíða?

Tvöföld bráðnun - tómarúmsbráðnun (VIM) fylgt eftir með lofttæmiboga endurbræðslu (VAR), eða rafslags endurbræðsla (ESR) - er það sem fjarlægir málmlausa innifalið og gasvasa sem annars myndu verða sprungustartarar í snúningssmíði, sem er ástæðan fyrir AMS forskriftir fyrir mikilvæga hluta lögboðna það.

Lífstími smiðs ræðst löngu fyrir hitameðferð, eftir því hversu hreinn upphafsstöngin er. Loftbrætt stál getur innihaldið oxíð og súlfíð innifalið sem virkar sem innri streitustig; undir hringlaga álagi túrbínuskífunnar vaxa þær í þreytusprungur. VIM bræðir málmblönduna í lofttæmi til að fjarlægja uppleystar lofttegundir og léttar frumefni, og VAR / ESR bræðir hleifinn aftur sem stýrðan dropa og framleiðir samræmda rafskaut án innlimunar.

AMS 5662 og hágæða 2300-röð hreinleikaforskriftir krefjast beinlínis VIM + VAR / VAR-flokks bræðslu fyrir mest krefjandi snúningsvélbúnað og vottorð sem tilkynnir aðeins „718“ án bræðsluleiðar sýnir ekki samræmi.

Hvaða skjöl og rekjanleika krefst AMS fyrir flugvélasmíði?

AMS samræmi er sannað á pappír jafn mikið og á hlutanum: sérhvert smíðaskip með vottaða mylluprófunarskýrslu (CMTR) bundið við hita-/lotunúmer, skráir efnafræði, vélræna eiginleika, hitameðferð, bræðsluaðferðir, kornastærð og NDT niðurstöður, allt rekjanlegt til upphafsbræðslunnar.

Aerospace birgðakeðjur eru byggðar á rekjanleika. Smíða án samsvarandi CMTR er, virknilega séð, ekki lofthæft jafnvel þótt málmurinn sé fullkominn, því enginn getur sannað úr hvaða bræðslu hann kom eða hvaða próf hann stóðst. AMS kerfið gerir ráð fyrir prófun í afhentu ástandi með skjalfestri sýnatöku og vottorðið verður að auðkenna forskriftina og endurskoðunina (til dæmis "AMS 5662M," ekki bara "AMS 5662") auk hitanúmersins. Skoðun þriðja aðila af stofnunum eins og Lloyds, Bureau Veritas eða DNV er oft krafist fyrir mikilvæg innkaup og skrár eru varðveittar í mörg ár svo hægt sé að endurskoða hluta áratugum síðar.

Hvernig ættir þú að tilgreina AMS og NDT í innkaupapöntun?

Skrifaðu innkaupapöntunina svo birgir geti ekki afhent "ranga rétta álfelgur": nefndu nákvæmlega AMS númerið með endurskoðunarbréfi, vöruform og ástand, bræðsluaðferð, NDT aðferð og flokk, vottunarstig og kröfur um merkingu / hita rekjanleika.

Algengasta innkaupabilunin er pöntun sem segir aðeins „Alloy 718“. Tveir birgjar geta gefið upp sama verð fyrir sömu nafnblönduna og afhent efni með mismunandi bræðsluleiðum, mismunandi prófunum og mismunandi leyfilegri efnafræði. Forskriftin, endurskoðunin og ástandið eru það sem breytir heiti álfelgur í kaup. Verjanleg pöntunarlína hljóðar eitthvað á þessa leið: "Inconel 718 smíðar í AMS 5663 Rev M, VIM + VAR, lausn meðhöndluð og úrkoma hert, 100% UT til AMS 2630 Class A, PT til AMS 2644 Level 3, með EN 10204 3.1 CM-TR 3.

Algengar spurningar

Sp.: Er Inconel 718 sterkari en Hastelloy X?

A:Hvað varðar tog- og álagsstyrk við stofu og meðalhita, já - aldraður Inconel 718 nær um það bil 1275 MPa togþol á móti um það bil 690-755 MPa fyrir Hastelloy X. En Hastelloy X vinnur á oxunarþol og gagnlegt þjónustuhitastig, helst lífvænlegt allt að ~1200 gráður þar sem styrkleiki myndi tapast. Veldu eftir skyldum, ekki eftir einni tölu.

Sp.: Geturðu skipt út fyrir AMS 5662 fyrir AMS 5662?

A:Ekki í blindni. AMS 5662 er lausnarmeðhöndlaða (mjúka, vinnanlega) ástandið sem notað er þegar þú vélar síðan; AMS 5663 er þegar úrkomuhert (fullur styrkur, afhentur tilbúinn). Þau eru sama álfelgur og form en mismunandi aðstæður, þannig að skiptingin fer algjörlega eftir hitameðhöndlunaráformum teikningarinnar.

Sp.: Þarfnast nikkel ofurblendis skoðun á segulmagnuðum ögnum?

A:Almennt nei. Inconel 718 / 625 og Hastelloy X eru ekki segulmagnaðir, svo MPI (AMS 2300-röð) á ekki við; Hreinleiki þeirra og yfirborðsheilleiki er sannað af UT (AMS 2630 / 2632) og PT (AMS 2644). MPI er frátekið fyrir járnsegulstál.

Sp.: Hvað þýðir "AMS 2630 Class A" á smíðapöntun?

A:Það þýðir 100% úthljóðsskoðun á járnsmíði í samræmi við AMS 2630 á ströngustu (A-flokki) viðurkenningarstigi, með vísbendingum sem hægt er að hafna sem eru skilgreindar með flatbotna holu-jafngildum endurskinsmerkjum og reglum um þéttar ábendingar - það stig sem venjulega er krafist fyrir mikilvæga snúnings- eða flugöryggishluta.