ลวดสปริง Nconel X-750: โซลูชันทนความร้อนสำหรับอุตสาหกรรมอากาศยานและพลังงาน

สปริงที่รอดชีวิตได้อย่างต่อเนื่อง 600 °C ไม่ได้เป็นสปริงที่รอดชีวิตได้ทันที 10,000 หมุนเวียนระหว่าง 20 และ 600 °C ความต้องการทั้งสองล้มเหลวด้วยกลไกที่แตกต่างกันกรณีที่มั่นคงจํากัดด้วยน้ําตกและการผ่อนคลาย, และกรณีหมุนเวียนถูกจํากัดโดยความเครียดทางความร้อนที่สปริงไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ ซึ่งเปลี่ยนความแตกต่างของอุณหภูมิเป็นความเครียดก่อนการใช้ภาระภายนอกใด ๆ

ความแตกต่างนี้คือสิ่งที่อุตสาหกรรมการบินและพลังงานมีเหมือนกัน เครื่องยนต์เครื่องบินหมุนเวียนระหว่างการทํางานเฉยๆและการขึ้นเครื่อง และโรงงานพลังงานหมุนเวียนระหว่างการเริ่มต้นเย็นและการบรรทุกเต็มทั้งคู่ถูกอธิบายว่าเป็นอุปกรณ์อุณหภูมิสูงสปริงที่ได้รับการคัดเลือกเพียงสําหรับอุณหภูมิสูงสุดได้รับการคัดเลือกสําหรับครึ่งหนึ่งของภาระของมัน

หน้านี้ทํางานผ่านด้านความร้อนของสปริงในแอปพลิเคชั่นจักรยาน: ที่ความเครียดความร้อนมาจาก, มันใหญ่ขนาดไหนสําหรับ X-750, ทําไมมันมุ่งเน้นที่สามลักษณะของการประกอบจริง,และวิธีการรวมมันกับความผ่อนคลายที่อุณหภูมิเดียวกันผลิต

กายอิสระขยายตัวเมื่อมันถูกทําความร้อน และไม่เกิดความเครียด กายที่จํากัดต้องการขยายตัวในปริมาณเดียวกัน แต่ไม่สามารถ ดังนั้นความแตกต่างจึงกลายเป็นความเครียด และความเครียดก็กลายเป็นความเครียดจํานวนสามตัวกําหนดขนาดของความเครียดและทั้งสามตัวถูกตีพิมพ์สําหรับ X-750

การประเมินแบบมาตรฐานสําหรับส่วนที่จํากัดเต็มคือโมดูลัส คูณกับสัมพันธ์การขยายตัวและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ หารด้วยหนึ่ง ลบสัดส่วนโพสสันสําหรับ X-750 ในอุณหภูมิห้อง คุณสมบัติที่ให้ประมาณ 4.1 MPa ของความเครียดสําหรับความเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ Kelvin แต่ละครั้ง ก่อนการเพิ่มความหนุนใด ๆ

ตัวเลขข้างบนถูกคํานวณจากโมดูลัสที่ตีพิมพ์, คэффициентการขยายตัว, และสัดส่วนพอยสันสําหรับสับสนธิ, โดยมีข้อสมมุติสามข้อที่กล่าวไว้เพื่อให้พวกเขาสามารถท้าทาย.ความจํากัดเสร็จซึ่งเป็นกรณีที่เลวร้ายที่สุด และหายากที่จะเป็นจริงในการประกอบจริง ไม่มีการผ่อนคลายพลาสติก ซึ่งไม่เป็นจริงเมื่อแรงกดถึงการผลิต และโมดูลูสถูกนํามาในอุณหภูมิห้องซึ่งทําให้ความเครียดในอุณหภูมิสูงมากเกินไป เนื่องจากโมดูลัสจะลดลงเมื่อโลหะร้อนเป้าหมายของตารางคือการแสดงลําดับขนาด และลําดับขนาดคือจุด:การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ 200 °C เพียงพอที่จะบรรลุความสามารถในการผลิตใน X-750 ที่จํากัดเต็มที่ โดยไม่ต้องมีภาระภายนอกใด ๆ.

เนื่องจากสมมุติฐานนั้นค่อนข้างอนุรักษ์ ความเครียดจริงต่ํากว่า และการตอบสนองการออกแบบก็เหมือนกันในแต่ละกรณีและค่าอนุญาตการขยายตัวเป็นลักษณะการออกแบบ และไม่ใช่ทรัพย์สินทางวัตถุ.

คอร์ฟความอ่อนเพลียที่วัดในอุณหภูมิคงที่อธิบายชิ้นส่วนที่ถูกถือไว้ในอุณหภูมินั้นและบรรทุกด้วยกลไกมันถูกบรรทุกด้วยอุณหภูมิเอง, และระยะความเครียดมาจากการขยายและไม่มาจากแรงภายนอกเพราะวงจรความร้อนยังเคลื่อนย้ายวัสดุผ่านช่วงอุณหภูมิที่ความแข็งแรงและความยืดหยุ่นของตัวเองเปลี่ยนแปลง.

ผลเชิงปฏิบัติการคือสปริงที่ได้รับคุณสมบัติจากการทดสอบความเหนื่อยแบบไอโซเทอร์มัลในอุณหภูมิสูงสุดไม่ได้ได้รับคุณสมบัติสําหรับวงจรความร้อนระหว่างสองขั้วการทดสอบที่อธิบายภาระใช้ช่วงอุณหภูมิในการประกอบเครื่องจักร, หรือใช้มันกับคูปองในเครื่องปลูกที่ผลิตข้อจํากัด

ในชุดที่จริง ความจํากัดไม่เคยเป็นแบบเดียวกัน และความเครียดทางความร้อนมุ่งเน้นไปที่ที่สปริงถูกถือไว้ สามลักษณะแสดงให้เห็นในกรณีส่วนใหญ่และแต่ละตัวมีการตอบสนองการออกแบบ ที่มีค่าใช้จ่ายน้อยกว่าการเปลี่ยนแปลงวัสดุ.

กรณีของแท่งนําคือกรณีที่ทําให้เกิดความล้มเหลว โดยไม่มีสาเหตุโลหะ สปริงที่ถูกต้องเมื่อเย็นและโค้ลก็จะทํางานเป็นคอลัมน์ที่แข็งแรง ที่ความเครียดที่สายไม่เคยถูกออกแบบให้ดําเนินความว่างที่ป้องกันมันคือฟังก์ชันของเส้นตรงเฉลี่ย, คэффициентการขยายตัว, และการเพิ่มอุณหภูมิ,

การใช้จักรยานร้อนไม่ได้เลือกระหว่างการผ่อนคลายและความเหนื่อยร้อน มันใช้ทั้งคู่ และพวกมันมีปฏิสัมพันธ์กันในแบบที่ทําให้อายุการใช้งานสั้นกว่าแต่ละตัวการผ่อนคลายลดภาระระหว่างการเก็บ, ดังนั้นสปริงจะลงลงในแต่ละวงจร และตําแหน่งที่ต่ําลงจะเปลี่ยนแปลงภาวะความเครียดที่รัมป์ความร้อนต่อไปจะผลิตความอ่อนเพลียทางอุณหภูมิจะเริ่มต้นการแตกในส่วนที่ความเครียดที่ได้รับการกระจายใหม่โดยการผ่อนคลาย.

สายสปริงที่ผ่อนคลายเร็วในช่วงการจับตัวครั้งแรก จะสูญเสียแรงก่อนซึ่งสามารถทําลายได้น้อยกว่าสปริงที่ถือภาระและวงจรที่ความเครียดการออกแบบนั่นเป็นเหตุผลว่าทําไมตัวเลขการผ่อนคลายเพียงอย่างเดียวไม่สามารถคาดเดาอายุของชิ้นส่วนจักรยาน และทําไมผู้จําหน่ายที่นําเสนอเพียงร้อยละของการผ่อนคลายได้ตอบคําถามที่แตกต่างกัน

การตอบสนองของวัสดุคือสิ่งที่ผู้ผลิตอธิบายสําหรับกรณีที่ยั่งยืน การรักษาสามครั้ง149 °C ตามด้วยการเก็บรักษาที่ 843 °C เป็นเวลา 24 ชั่วโมง และการรักษาด้วยน้ําฝนที่ 704 °C เป็นเวลา 20 ชั่วโมง, แนะนําให้ใช้งานเหนือ 593 °C ที่มีภาระต่อเนื่อง และมันให้ความแข็งแรงในการเคลื่อนไหวและความผ่อนคลายสูงสุดในช่วงนั้นส่วนจักรยานที่ใช้เวลาที่อุณหภูมิสูงสุดเป็นส่วนหนึ่งของสภาพนั้นเพราะห้องเก็บของคือที่ที่ความผ่อนคลายสะสม

X-750 ส่งผลให้มีสัดส่วนการขยายขนาดประมาณ 7.8 x 10^-6in/in/°F ในช่วงทํางาน โมดูลัสที่ลดลงจาก 31.0 เป็น 25.0 x 10³ระหว่างอุณหภูมิห้องและ 538 °C และความแข็งแรงที่ใช้ได้ถึง 704 °C นั่นเป็นเลขที่ทําให้มันอยู่ในการใช้งาน มันไม่ได้ลบความอึดอัดทางอุณหภูมิ และไม่มีเหล็กเหล็กเหล็กเหล็กเหล็กเหล็กเหล็กเหล็ก

สิ่งที่ออกแบบต้องให้คืออิสระในการขยาย ซึ่งมี 3 รูปแบบความสะอาด radial at the guide ที่คํานวณในอุณหภูมิสูงสุด, และวัสดุที่นั่งที่มีการขยายใกล้กับสปริงพอที่จะให้ความแตกต่างอยู่ภายในช่วงยืดหยุ่นสปริงที่ถูกต้องในทั้งสามด้านจะยาวนานกว่าสับสนธิที่ดีกว่าในการติดตั้งแข็ง.

การเปรียบเทียบกับวัสดุการขยายตัวต่ํากว่าคุ้มค่าการกล่าวครั้งหนึ่ง^-6ต่อ °F ซึ่งมากกว่า X-750 ประมาณ 50% ดังนั้นการประกอบที่จํากัดในเหล็กนั้นจะพัฒนาความเครียดทางความร้อนเพิ่มขึ้นประมาณ 50% สําหรับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเดียวกันสายเหล็กนิเคิลถูกเลือกเพราะความแข็งแรงในอุณหภูมิและความทนทานต่อการออกซิเดนและการขยายตัวที่ต่ํากว่าคือประโยชน์ที่สองที่สําคัญที่สุดในการออกแบบที่จํากัดอย่างแข็งแกร่ง

สายสําหรับสปริงปกคลุมโดย AMS 5698 ในความเข้มข้นหมายเลข 1 และ AMS 5699 ในความเข้มข้นของสปริง สตาร์และสลักถูกปกคลุมโดย AMS 5667, 5668, 5670, 5671 และ 5747ใบและแผ่นตาม AMS 5542 และ 5598องค์ประกอบคือ 70.00% นิเคิลขั้นต่ําบวกโคบาลต์, 14.0 ถึง 17.0 % โครเมียม, 5.0 ถึง 9.0 % เหล็ก, 2.25 ถึง 2.75 % ไทเทเนียม, และ 0.40 ถึง 1.00 % อลูมิเนียม,70 ต่อ 10.20% นิโอเบียมบวกทองทัล

เอกสารตามรูปแบบและการรักษาความร้อน และโรงงานสปริงที่แทนรายละเอียดสตาร์สําหรับรายละเอียดสายได้เปลี่ยนแปลงสภาพและรูปแบบการรักษาการแก่ตัวในเอกสารสายถูกเขียนสําหรับสาย, และการรักษาในเอกสารบาร์เขียนสําหรับบาร์, และสองไม่ได้แลกเปลี่ยนกัน แม้ว่าสับสนธิคือเดียวกัน.

จํานวน 6 รายการอธิบายถึงความร้อน และ 3 รายการแรกคือสิ่งที่การวาดอุณหภูมิห้องพักทิ้งไว้

DLX จําหน่าย Inconel X-750 ใน Changzhou, Jiangsu ในสายจาก 0.025 มิลลิเมตร, สายกลมถึง 50 มิลลิเมตร, สายจาก 0.50 มิลลิเมตรถึง 2.5 มิลลิเมตรความหนา, และท่อและแผ่นในขนาดโรงงานมาตรฐานวัสดุถูกจัดส่งตามรายละเอียด AMS ที่ระบุในคําสั่งโดยมีใบรับรอง EN 10204 3.1 ตามที่ต้องการ และเลขความร้อนที่สามารถติดตามผลการทดสอบได้

คําถามที่ตัดสินราคาคือวงจรความร้อน ไม่ใช่อุณหภูมิสูงสุดสปริงที่ถือไว้ที่ 600 °C และสปริงที่วิ่งระหว่าง 20 และ 600 °C เป็นลําดับที่แตกต่างกันสําหรับเหล็กสลัดเดียวกันเพราะอันแรกถูกจํากัดโดยการผ่อนคลาย และอันที่สองโดยความเครียดที่การติดตั้งจะไม่ปล่อยให้มันปลดปล่อย

ไม่ สังกะสีที่ทนความร้อนตอบคําถามว่า วัสดุยังคงแข็งแรงในอุณหภูมิสูงสุดหรือไม่แอปพลิเคชั่นจักรยานยังถามว่าเกิดอะไรขึ้นกับความยืดเมื่อส่วนที่จํากัดและอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงและคําตอบมาจากสัดส่วนการขยายตัว โมดูลัส และการติดตั้ง สารสกัดที่มีการขยายตัวต่ํากว่าและความแข็งแรงต่ํากว่า สามารถทําผลงานได้ดีกว่าสารสกัดที่แข็งแกร่งกว่าในการติดตั้งที่แข็งแรง

ประมาณ 4.1 MPa ต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ Kelvin, คํานวณจากโมดูลัสที่ตีพิมพ์ 31.0 x 10³ksi, มีสัมพันธ์การขยายขนาดประมาณ 14 x 10^-6ต่อ °C และสัดส่วน Poisson คือ 029ดังนั้นการเปลี่ยนแปลง 200 °C จะถึงประมาณ 810 MPa ในความจํากัดเต็ม ซึ่งเป็นความแข็งแรงของวัสดุที่มีอายุค่าจริงต่ํากว่าเพราะไม่มีการประกอบที่จํากัดอย่างเต็มที่และเพราะโมดูลัสลดลงเมื่อโลหะร้อน, และการคํานวณจะใช้เพื่อแสดงลําดับของขนาดและไม่ใช่ความเครียดการออกแบบ

ใช่ และนั่นคือเหตุผลที่มันสําคัญ ความเครียดทางความร้อนจะปรากฏในส่วนก่อนที่จะใช้ภาระภายนอกดังนั้นโค้ลจะเห็นผลรวมของสองที่กว้างด้านในที่ความเครียดทางกลมีสูงสุดการออกแบบที่ตรวจสอบความตึงเครียดสปริงที่อุณหภูมิห้องและความตึงเครียดความร้อนแยกแยก ไม่ได้ตรวจสอบสภาพที่ทําให้เกิดความผิดพลาด

เนื่องจากเส้นผ่าตัดเฉลี่ยจะเพิ่มขึ้นกับอุณหภูมิ ขณะที่แนวทางจะเพิ่มขึ้นในปริมาณที่แตกต่างกัน หากมันเป็นวัสดุที่แตกต่างกัน ความว่างที่เพียงพอที่ 20 ° C สามารถปิดที่ 600 ° Cและโค้ลก็จะประพฤติเป็นคอลัมน์ที่แข็งแรงที่ความเครียดสายไม่ได้ถูกออกแบบสําหรับความสะอาดจะคํานวณที่อุณหภูมิสูงสุด โดยใช้สัดส่วนการขยายของวัสดุทั้งสอง

ใช่ ส่วนที่ใช้เวลาที่ด้านบนของระดับผู้ผลิตแนะนําการรักษาสามครั้งสําหรับการใช้งานที่สูงกว่า 593 °C กับภาระที่ยั่งยืนและอธิบายว่ามันให้ความแข็งแรงในการเคลื่อนไหวและความผ่อนคลายสูงสุดในช่วงที่. ส่วนจักรยานสะสมความผ่อนคลายระหว่างการพัก ดังนั้นการรักษาที่ทนต่อการผ่อนคลายในอุณหภูมิสูงสุดคือการรักษาที่ปกป้องชีวิต

แหล่งของความเครียด: การทดสอบแบบไอโซเทอร์มัล ใช้ภาระเครื่องกลที่อุณหภูมิคงที่ และการทดสอบความเหนื่อยร้อนใช้ช่วงอุณหภูมิต่อส่วนที่จํากัดทั้งสองผลิตชีวิตที่แตกต่างกันที่ความเข้มข้นความเข้มข้นชื่อเดียวกันเนื่องจากวงจรความร้อนยังเคลื่อนย้ายวัสดุผ่านช่วงที่ความแข็งแรงและความยืดหยุ่นของมันเปลี่ยนแปลง และความยืดหยุ่นมาจากข้อจํากัดและไม่ใช่จากแรงภายนอก

ความต้านทานความร้อนเป็นคุณสมบัติของวัสดุ และการหมุนเวียนทางความร้อนเป็นเงื่อนไขการออกแบบ X-750 ให้คุณสมบัติความแข็งแรงที่ใช้ได้ถึง 704 ° C, โมดูลัส 31.0 x 10³ksi ในอุณหภูมิห้อง และสัมพันธ์การขยายขนาดประมาณ 7.8 x 10^-6in/in/°F ในช่วงทํางาน การออกแบบให้ส่วนที่เหลือ และส่วนที่เหลือคืออิสระในการขยายที่เก้าอี้ ความสะอาด radial ที่ guideและวัสดุที่นั่งที่มีการขยายตัวอยู่ใกล้กับสปริง.

ส่วนที่จํากัดอย่างสมบูรณ์แบบพัฒนาประมาณ 4.1 MPa ต่อ Kelvin ซึ่งถึงความแข็งแรงของวัสดุที่มีอายุที่เปลี่ยนแปลง 200 °Cไม่มีการประกอบที่จํากัดอย่างสมบูรณ์แบบและโมดูลัสลดลงกับอุณหภูมิสรุปไม่ได้ขึ้นอยู่กับจํานวนแม่นยํา: สปริงในแอปพลิเคชั่นจักรยานมีจํากัดโดยความยืดที่การติดตั้งจะไม่ปล่อยให้มันปลดและขีดจํากัดนั้นถูกกําหนดไว้บนภาพวาด.

ข่าวสารเทคนิคสําหรับโลหะพิเศษสําหรับ INCONEL alloy X-750, การตีพิมพ์ SMC-067 แหล่งที่มาของ UNS เลข N07750 และ Werkstoff เลข 24669, ขั้นต่ําการประกอบของ 70,00 % นิเคิลขั้นต่ําบวกโคบาลต์และ 14,0 ถึง 17,0 % โครเมียม, การขยายเส้นตรงเฉลี่ยของ 7,8 × 10^-6in/in/°F จาก 70 ถึง 800 °F โมดูลความยืดหยุ่น 31.0 x 10³ksi ในอุณหภูมิ 70 °F และ 25.0 x 10³ksi ในอุณหภูมิ 1,000 °F อัตราส่วน Poisson เป็น 029, ความแข็งแรงที่ใช้ได้ถึง 704 °C การรักษาสามครั้งที่ 1,149 °C, 843 °C เป็นเวลา 24 ชั่วโมง, และ 704 °C เป็นเวลา 20 ชั่วโมง คําแถลงว่าวิธีนี้ให้การคลานสูงสุด, การผ่อนคลายและความทนทานต่อการแตกมากกว่า 593 °Cและรายละเอียดสินค้าตามรูปแบบ

AMS 5698 และ AMS 5699 รายละเอียดวัสดุอากาศสําหรับสายเหล็กเหล็กไนเคิล X-750 ในจํานวน 1 และความร้อนสปริง

AMS 5667, 5668, 5670, 5671 และ 5747, รายละเอียดวัสดุอากาศสําหรับสับสนธิไนเคิล X-750 สาย, การสกัดและแหวน

AMS 5542 และ AMS 5598 รายละเอียดวัสดุอวกาศสําหรับแผ่น, สายและแผ่นเหล็กผสมนิเคิล X-750

AMS 5582 รายละเอียดวัสดุอากาศสําหรับท่อไร้รอยเหล็ก nickel alloy X-750

ASTM E2368, แนวปฏิบัติมาตรฐานสําหรับการทดสอบความเหนื่อยร้อนโดยการควบคุมความเหนื่อยร้อน, เป็นแนวทางอ้างอิงสําหรับผลการเหนื่อยร้อน

ASTM E606, วิธีการทดสอบมาตรฐานสําหรับการทดสอบความเหนื่อยล้าที่ควบคุมความยืดหยุ่น, เป็นวิธีการอ้างอิงสําหรับการเปรียบเทียบด้วยความร้อน

EN 10204 เอกสารการตรวจสอบ สําหรับการกําหนดการรับรอง 3.1 เป็นเอกสารที่มีผลการทดสอบจริง และได้รับการรับรองจากผู้แทนการตรวจสอบที่อิสระของผู้ผลิต

ค่าความตึงเครียดทางความร้อนในหน้านี้ถูกคํานวณจากค่าคงที่ทางฟิสิกส์ที่ตีพิมพ์สําหรับสับสนธิ โดยสมมุติว่ามีข้อจํากัดที่สมบูรณ์แบบ, พฤติกรรมยืดหยุ่นและโมดูลอุณหภูมิห้องที่ระบุในข้อความ, และมันคือการประเมินขนาด และไม่ใช่ความเครียดการออกแบบ การประกอบที่แท้จริงมีข้อจํากัดบางส่วน, ผลิตในท้องถิ่น, และดําเนินการที่ค่าอุณหภูมิห้องดังนั้นความเครียดที่วัดจะต่ํากว่าที่คํานวณ และการออกแบบควรได้รับการยืนยันโดยการวิเคราะห์หรือการทดสอบ. คอฟเฟชั่นการขยายคือค่าเฉลี่ยในระยะเวลาที่กําหนดไว้ และการออกแบบที่ขึ้นอยู่กับช่วงที่แคบ ควรใช้ข้อมูลสําหรับช่วงนั้น ผลการเหนื่อยและการผ่อนคลายขึ้นอยู่กับช่วงความเครียดอุณหภูมิ, พื้นผิว, และการรักษาความร้อน, ดังนั้นเส้นโค้งที่ตีพิมพ์สําหรับสภาพหนึ่งไม่คาดการณ์อื่น ๆ.ไม่มีอะไรในหน้านี้เป็นตัวแทนสําหรับการปล่อยวิศวกรรมหรือสําหรับการทดสอบคุณสมบัติที่ตกลงระหว่างผู้ซื้อและผู้จําหน่าย.