Inconel 718 retains >600 ميجا باسكال قوة العائد في 650 درجة ، مما يجعلها لا غنى عنها لأقراص التوربينات وبطانات الاحتراق [1]. يتحمل الآلات التقليدية تآكل الأدوات السريع والإجهاد المتبقي الشد ، مما يؤدي إلى المساومة على أداء التعب [2]. أظهرت Mybrid Cryogenic - الآلات المدعومة بالليزر (CLAM) القدرة على تخفيف هذه المشكلات [3] ، ولكن البيانات المنهجية تحت الأحمال الحرارية التمثيلية لا تزال نادرة. تحدد هذه الدراسة أداء البطلينوس ضد تبريد الفيضان الأساسي باستخدام التجارب والفيزياء المصممة إحصائياً -.

2 أساليب البحث
2.1 التصميم التجريبي
تم اختيار صفيف Taguchi L9 متعامد لتقليل عمليات التشغيل التجريبية أثناء التقاط تفاعلات الطلب الأولى - (الجدول 1). المتغيرات المستقلة: سرعة القطع (VC) ، التغذية (F) ، والسائل - ضغط نفاث النيتروجين (P). المتغيرات التابعة: حياة الأداة (T) ، ارتداء الجناح (VB) ، خشونة السطح (RA) ، الإجهاد المتبقي (σR).

مستويات عامل الجدول 1 لمجموعة L9
المستوى|VC (M min⁻)|F (MM Rev⁻⁻)|P (MPA)
1 | 30 | 0.05 | 2
2 | 60 | 0.10 | 4
3 | 90 | 0.15 | 6

Inconel 718 Machining parts

2.2 المواد والأدوات
الشغل: الحل - يعامل وعمري inconel 718 (AMS 5662) ، صلابة 44 ± 1 HRC. إدراج القطع: Sandvik CNMG 120408-PM ، الصف 1105 (Tialn-Tin Multilayer ، 3.5 ميكرون). حامل الأداة: PSBNR 2525M12 ، زاوية النهج 75 درجة ، أشعل النار 6 درجة ، خلوص 5 درجة.

2.3 جهاز
أداة الآلة: DMG - Mori NLX 2500 SY ، الحد الأقصى للمغزل 4000 دورة في الدقيقة. التسليم المبرد: Dual - Siled Siled - نظام النيتروجين (الضغط 0–8 ميجا باسكال ، تدفق 3-12 لتر دقيقة). Laser Pre - Heat: 500 W Fiber Laser (λ=1070 nm) ، قطر بقعة 2 مم ، كثافة الطاقة 15 كيلوواط cm⁻².

2.4 الحصول على البيانات
القوى التي يقاسها Kistler 9129AA Dynamometer Triaxial ؛ الإشارات التي تم أخذ عينات منها عند 20 كيلو هرتز وانخفاض - تم ترشيحها في 1 كيلو هرتز. درجة حرارة واجهة الأداة التي تم التقاطها بواسطة مقياس البيرومتر المزدوج- (1.5-1.8 ميكرون ، 1 كيلو هرتز). الإجهاد المتبقي الذي يحدده X - Ray Gread (method method ، cr - k radiation) بزيادة 50 ميكرون. خشونة السطح المسجلة عبر alicona Infinitefocus G5 (0.01 ميكرون الدقة العمودية).

2.5 النمذجة الحرارية
تم تجديد المعلمات التأسيسية لجونسون - كوك من اختبارات الانقسام - في معدلات الإجهاد من 25 إلى 800 درجة و 10⁻ 10⁴. تم التنبؤ بارتفاع درجة الحرارة في منطقة القص الأولية باستخدام نظرية تصنيع Oxley إلى جانب معاملات تقسيم الحرارة المستمدة من التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء.

3 نتائج وتحليل
3.1 أدوات الحياة وآليات التآكل
يوضح الشكل 1 تقدم التآكل الجناح تحت استراتيجيات التبريد الثلاث. أظهر CLAM نموًا موحدًا للارتداء في الأراضي (VB=0.3 mm في 28.7 دقيقة) ، في حين أن تبريد الفيضان وصل إلى أداة - في 12.1 دقيقة. كشفت الصور المجهرية SEM عن ارتداء الانتشار المهيمن في تبريد الفيضانات ، قمعها في البطلينوس بواسطة درجة حرارة الواجهة السفلية (ΔT ≈ 200 درجة).

3.2 سلامة السطح
الشكل 2 يتناقض RA وملامح الإجهاد المتبقية. أنتجت البطلينوس ra=0.31 ± 0.02 ميكرون ، مقارنة مع 0.47 ± 0.05 ميكرون تحت تبريد الفيضان. بقي الإجهاد المتبقي في البطلينوس الضغط (−380 ± 45 ميجا باسكال) إلى عمق 150 ميكرون ؛ تولد تبريد الفيضان الإجهاد الشد (+120 ± 30 ميجا باسكال) عند 50 ميكرون.

3.3 أداء التعب
أظهرت ثلاث - النقطة الانحناء (ASTM E466) في 650 درجة زيادة مضاعفة في دورات الفشل (2.6 × 10⁵) لعينات البطلينوس بالنسبة إلى الفيضان - عناصر التحكم المبردة (1.3 × 10⁵). أكد الفراغ أن بدء الكراك تحول من السطح إلى السطح الفرعي - ، بما يتوافق مع الإجهاد المتبقي الضغط.

3.4 التحقق من صحة النموذج
تم الاتفاق على درجات حرارة المنطقة الأولية المتوقعة - في حدود 8 ٪ من بيانات pyrometry عبر جميع مجموعات المعلمة (r²=0.92). يمكّن النموذج الحراري المعاير مخططي العملية من قبل - تحديد معلمات القطع التي تحافظ على درجة حرارة الواجهة أقل من 650 درجة ، مما يقلل من ارتداء الانتشار.

4 مناقشة
4.1 آلية القمع
درجة حرارة الواجهة السفلية تحت البطلينوس تمنع أكسدة tialn ويقلل من انتشار موثق الكوبالت في الشريحة ، ويمتد عمر الأداة. يضعف الليزر قبل- الصدمة الحرارية من الطائرات الحرارية من الطائرات المبردة ، مما يمنع تقطيع micro - في الدراسات المبردة السابقة - فقط [4].

4.2 تشكيل الإجهاد المتبقي
ينشأ الإجهاد الانضغاطي من التبريد المبرد السريع للسطح المعني. تعويضات الليزر pre - تعويضات حرارة التبريد المفرط ، مما يمنع نواة الطور الهش (Δ - ni₃nb) التي قد تؤدي إلى حدة [5].

4.3 القيود
تجارب تستخدم تحول مستمر ؛ قطع القطع النموذجية للطحن قد يغير تقسيم الحرارة والإجهاد المتبقي. لم تتم معالجة تباين المواد في الأقراص المزورة. التقييم الاقتصادي للسائل - استهلاك النيتروجين مقابل مكاسب الإنتاجية معلقة.

4.4 الآثار العملية
يمكّن CLAM جافًا أو بالقرب من - الآلات الجافة لمكونات Inconel 718 للخدمة تصل إلى 650 درجة ، مما يقلل من نفايات المبرد بنسبة 78 ٪ ومخزون الأدوات بنسبة 40 ٪. يُنصح بالتكامل مع التحكم التكيفي استنادًا إلى - time time thermal iceass للتعويض عن إدراج التآكل وتباين الشغل.

5 استنتاجات
CLAM يمتد حياة الأداة 2.4 - أضعاف ويضاعف عمر الإرهاق من مكونات Inconel 718 عن طريق الحفاظ على الإجهاد المتبقي الانضغاطي وخشونة السطح المنخفض عند 650 درجة. يوفر النموذج الحراري المصادق عليه إطارًا قابلًا للتكرار لاختيار المعلمة. يجب أن يركز العمل المستقبلي على تجارب الطحن وتحليل تكلفة دورة الحياة.

الوسم : Inconel 718 Machining لتطبيقات درجة الحرارة العالية -.