
Бул изилдөө, Inconel 625 никель негиздүү суперэритмеси менен AL6XN супер аустениттик пасланмаз челигин импульстуу токтуу газ-металл жаа ширетүүсүйла бириктирилген ар түрдүү металл ширетилген кошулманын жогорку температура сойлоо жүрүм-турумуны изилдейт. Докуз ширетилген үлгү, 700, 750 ве 800 °C температураларда; 150, 180 ве 210 MPa сабит ексенел герилимлер астында сынганга чейин сыноо едилмиштир. Оптик микроскопи, SEM ве EDS анализлери; IN625 менен ширетүү металынде игнемси δ фазасынын олушмасына рагмен бүтүн үлгүлөрин ширетүү металынде вейа IN625 тарафында дегил, AL6XN ана металинде сынганыны көрсөткөн. Белирлейижи хасар; AL6XN үчүнде олушан TCP фазалары, өндүрүшден калан σ фазасы, дана чек ара боштуктары ве парчажык-матрис айрылмасынын бирлешик еткисийле илишкмененндирилмиштир. Сыжаклыгын 700 °C’ден 800 °C’йе чыкарылмасы сынуу убактысыни болжол менен %98 азалтмыштыр. Ошентсе да изилдөө рецензиядан өткөн эмес; йалнызжа тек ширетүү ыкмасы, тек толтургуч металл ве докуз температура-герилим курамы инжеленмиш, тажрыйба текрарлары ве истатистиксел белирсизликлер билдирилмемиштир.
Ен узун тажрыйба, 700 °C ве 150 MPa шартунда болжол менен 1717 саат сүрмүштүр. Бу узун марузийет, IN625 ве ширетүү металынде йогун игнемси δ фазасы; AL6XN тарафында болсо дана ичиндеги ве дана чек араларында йайгын TCP чөкелмеси олуштурмуштур. Буга каршы 800 °C ве 210 MPa шартунда үлгү болжол менен 5,54 саатте кырылмыш; кыса убакыт неденийле чөкелме дагы чектелген калмасына рагмен жогорку температура ве герилим сойлоо ылдамдыгыны кескин бичимде артырмыштыр. Изилдөө бөйлеже йалнызжа температуранын дегил, температура-герилим-маруз калма мөөнөтү бирлешиминин микротүзүмдүк хасары ве сынуу бичимини белирледигини көрсөтөт.
Түркия жагынан баалоо: Изилдөөнүн ыкмасы; Түркияда термик ве нүклеер енержи системлери, петрокимйа тесислери, рафинермененр, гүбре ве кимйа тесислери, жеотермалдык системлер, жогорку температура бору хатлары, жылуулук дегиштирижмененри ве басынчлы екипманларда колдонулган ар түрдүү металл ширетүүларынын өмүр баалооси ачжылуулукндан маанилүүдир. Түркияда колдонмо үчүн жергиликтүү ширетүү проседүрлери, левха ве бору калынлыклары, долгу металлери, ширетүүдөн кийинки жылуулук ишлемлер, герчек изилдөө температуралары, басынч циклдери ве коррозия ортамларыйла багымсыз догрулама түзүмлмалыдыр. Узун дмаанилүү сойлоо, сойлоо-йорулма, термалдык цикл, ширетүү кусурлары ве сервис ортамында йашланма бирликте маанилендирилмелидир. Бу изилдөөдан Түркиядаки бүтүн IN625–AL6XN ширетүүларынын AL6XN тарафындан кырылажагы, белирли бир хизмет өмрүне сахип олдугу вейа колдонулган ширетүү проседүрүнүн өнөр жайлык катары оптимум олдугу сонужу чыкарыламаз.
Изилдөөнүн негизги маселеи недир?
Йүксек температурата чалышан енержи ве просес екипманларында ошол эле парчанын ар түрдүү бөлгелеринде бирбиринден ар түрдүү айрыкчар истенебилир. Никел есаслы суперэритмелар жогорку температура бекемдиги ве коррозияга туруктуулук сагларкэң жогорку эритмелы дат баспас болотлер нарк, сүрөтлендирмененбилирлик ве генел коррозияга туруктуулук ачжылуулукндан авантаж сунабилир. Бу неденле Inconel 625 менен AL6XN гиби ики ар түрдүү эритмесин ширетүүла бирлештирилмеси текник катары анламлыдыр.
Бирок ар түрдүү металл ширетмелеринде ана металлерин химиялык курамлери, жылуулук генлешмелери, катылашма аралыклары, жылуулук мененткенликлери ве жогорку температурата фаза туруктуулуклары ошол эле дегилдир. Ширетүү метали ве ики тарафтаки жылуулуктан таасирленген зоналер де айры микротүзүмлара сахиптир. Бир кошулманын баштапкыта саглам гөрүнмеси, йүзлерже саатлик жогорку температура ве сабит йүк астында бүтүн бөлгелерин ошол эле ылдамдыкла йашланажагы анламына гелмез.
Изилдөөнүн негизги суроосу шудур: IN625–AL6XN ширетилген шилтеме 700–800 °C аралыгында ве 150–210 MPa герилим астында сойлоойе маруз калдыгында сынуу ханги бөлгеде мейдана гелир ве өмрү ханги чөкмөлөр менен хасар меканизмалары белирлер?
Инжеленен ики ана материал неден ар түрдүү давранмактадыр?
IN625; кром, молибден ве нийобйум ичерен никель негиздүү бир суперэритмедыр. Дайанымынын маанилүү бир бөлүмү каты чөзелти сертлешмесине дайанмактадыр. Башлангыч микротүзүмсында ири еш ексенли өстенитик даналар, бу даналары чеврелейен дагы инже йениден кристаллешмиш “колйе” даналары, дана чек арасы карбидлери ве Mo–Ti–Nb бакымындан зенгин парчажыклар гөзленмиштир.
AL6XN болсо азот салымлы, йүксек кром, никел ве молибден ичерен супер аустениттик дат баспас болоттир. Башлангыч микротүзүмсында болжол менен 25 μm чоңлүгүнде еш ексенли өстенит даналары, тавлама икизлери ве хадде йөнүнде дагылмыш ири икинжи фаза парчажыклары булунмактадыр. EDS карталарында бу парчажыкларын кром ве молибден бакымындан зенгин олдугу гөрүлмүш ве изилдөөчүлөр бунлары өндүрүш убакытжинден калан σ фазасы катары маанилендирмиштир.
Үретимден калан σ фазасы маанилүүдир; анткени серт ве геврек бир арайүз олуштурарак чевресиндеки өстенитик матрисле багын жогорку температура астында айрылмасына елмаалыматшли бөлгелер йаратабилир. Ошондой эле кром ве молибденин бу фазаларда топланмасы, чевредеки матрисин курамыни дегиштиребилир. Изилдөө капсамында фаза кимлиги X-ышыны кырынымы вейа TEM кырынымыйла догрудан ырасталган эмес; σ, Laves ве карбид танымламалары чоң өлчүде морфоложи, EDS курамы ве мурунку изилдөөларла каршылаштырмайа дайанмактадыр.
Ширетүүлы шилтеме насыл өндүрүлгөн?
Хер ики ана метал 13 мм калынлыгында левхалар хâлинде хазырланмыш ве тек тарафлы 60° В агыз ачылмыштыр. Бирлештирме, импульстуу токтуу газ-металл жаа ширетүүсүйла герчеклештирилмиштир. Долгу метали катары 1,2 мм чапында ERNiCrMo-3 тел колдонулган.
Ширетүү торжу пасо кеңлигине баглы катары 9–12,5 мм салынымла ве 10 мм·с−1 салыным ылдамдыгыйла харекет еттирилмиштир. Дуварларда беклеме мөөнөтү уйгуланмамыштыр. Коруйужу газ көлөмже %95 Ар, %3 N2 ве %2 O2 карышымындан олушмуш; деби 16,5 Л·мүнөт−1 катары айарланмыштыр.
Биринжи пасода 3,16 мм·с−1, икинжи ве үчүнжү пасоларда 2,66 мм·с−1 ширетүү ылдамдыгы колдонулган. Тел сербест узунлуклары пасолара баглы катары 5, 9,65 ве 15,11 мм катары маалыматлмиштир. Топлам жылуулук кириши 4,0 кЖ·мм−1 эсептелген.
Ширетүү жылуулук кириши изилдөөдө төмөнкү ешитликле танымланмыштыр:
\[ HI=\eta\frac{VI}{v} \]
Бурада ХЫ кЖ·мм−1 жинсинден жылуулук киришини, η ширетүү ишлеми маалыматмини, В герилими, Ы акымы ве в ширетүү ылдамдыгыны көрсөтөт. GMAW ишлеми үчүн η = 0,8 кабул едилмиштир.
Топлам суюлтуу катышы болсо шу ешитликле эсептелген:
\[ \%D=\frac{A_1+A_2}{A_T}\times100 \]
А1 ве А2, ширетүү металыне карышан IN625 ве AL6XN аланларыны; АТ топлам ширетүү металы аланыны темсил етмектедир. IN625 тарафындан %9, AL6XN тарафындан %12 олмак үзере топлам суюлтуу %21 булунмуштур.
Ширетүү бөлгесинде ханги микротүзүмдүк бөлгелер олушмуштур?
IN625/ширетүү металы арайүзүнде ири өстенитик даналар ве дана чек арасы сегрегасйонуна баглы бир жарым-жартылай эриген зона аныкталган. Бу бөлгеде кыска мөөнөттүү сывы олушуму ве йениден катылашма, дендритик бир микротүзүм мейдана гетирмиштир.
Ширетүү металинин меркезинде жылуулук чекилме йөнүнде гелишен рекабетчи колонсал дендритлер гөрүлмүштүр. Пасо кесишимлеринде ве йүзейе йакын аланларда согума ылдамдыгындаки ар түрдүүлыклар неденийле тане бичими ве дендрит чоңлүгү дегишмиштир.
Ширетүү метали/AL6XN арайүзүнде болсо айкын бир аралашпаган зона олушмуштур. Ширетүү метали катары колдонулган ERNiCrMo-3 менен AL6XN’ын катылашма аралыкларынын ар түрдүү олмасы, ики материалдын базы бөлгелерде химиялык катары там карышмамасына йол ачмыштыр. Карышмамыш бөлге, капак пасосундан көк пасосуна катар изленмиштир.
Изилдөөчүлөр, ширетүү ишлеминин баштапкы ашамасында AL6XN тарафында йени ве йогун зарарлы фаза чөкелмесини тетиклемедигини; гөзленен ири σ парчажыкларынын левханын мурунку өндүрүшинден калдыгыны билдирмектедир. Асыл йайгын TCP чөкелмеси сойлоо сыноолору сырасындаки узун убакытли жогорку температура марузийетинде ортайа чыкмыштыр.
Сойлоо тажрыйбаи нейи өлчмектедир?
Сойлоо, бир материалдын сабит йүк астында ве жогорку температурата заманла калыжы бичим дегиштирмесидир. Деней башлангыжында сүрөт дегиштирме ылдамдыгы генелликле азалыр; ардындан минимум вейа туруктуу бир ылдамдык бөлгесине улашылыр. Сон ашамада боштуктарын ве чатлакларын бүйүмесийле сүрөт дегиштирме ылдамдыгы ылдамдыкла артар ве сынуу герчеклешир.
Изилдөөдөки үлгүлөрин топлам узунлугу 97 мм, тар өлчү бөлгеси узунлугу 35 мм ве өлчү бөлгеси кеңлиги 6,35 мм’дир. Гечиш йарычапы 4,8 мм, каврама бөлүмүнүн кеңлиги болжол менен 12,7 мм катары көрсөтүлгөн. Ширетүү бөлгеси үлгүнин тар өлчү бөлүмүнүн ортасында йер алмыштыр.
Докуз үлгү төмөнкү температура ве герилим матрисинде сыноо едилмиштир:
| Сыжаклык | Уйгуланан герилимлер | Генел тажрыйба сонужу |
|---|---|---|
| 700 °C | 150, 180 ве 210 MPa | Ен узун сынуу убакытлери; узун марузийет неденийле йогун фаза чөкелмеси |
| 750 °C | 150, 180 ве 210 MPa | Орта дүзей сынуу убакытлери ве айкын TCP чөкелмеси |
| 800 °C | 150, 180 ве 210 MPa | Ен ылдам сойлоо ве ен кыса өмүр; чөкелме үчүн дагы аз заман |
Сыжаклык ве герилим сынуу убактысыни насыл дегиштирди?
Беклендиги гиби, хем температуранын хем де колдонулган герилимин артырылмасы минимум сойлоо ылдамдыгыны йүкселтмиш ве сынуу убактысыни азалтмыштыр. Сыжаклыгын еткиси айрыкча күчтүүдүр. Изилдөө, температуранын 700 °C’ден 800 °C’йе йүкселтилмесийле сынуу убактысынин болжол менен %98 азалдыгыны билдирмектедир.
700 °C ве 150 MPa шартунда сынуу болжол менен 1717 саат кийин герчеклешмиштир. Айны температурата 180 MPa үчүн убакыт болжол менен 890 саат, 210 MPa үчүн болжол менен 400 саат дүзейиндедир. 750 °C ве 180 MPa шартунда болжол менен 97 саатлик өмүр билдирилген. Ен агыр шарт олан 800 °C ве 210 MPa’да үлгү йалнызжа 5,54 саат дайанмыштыр.
Шекил 5’теки егрмененр, 700 °C’де узун бир минимум ылдамдык бөлгеси гелишебилдигини; 800 °C’де болсо үчүнжүл сойлоонин абдан дагы еркен башладыгыны көрсөтөт. 750 °C ве 180 MPa шартунда айкын бир туруктуу дурум сойлоо бөлгеси гөрүлмүштүр. Дигер базы шарттарда туруктуу бөлүм кыса олдугу үчүн егринин эң төмөн ноктасы минимум сойлоо ылдамдыгы катары алынмыштыр.
Norton анализи ханги деформасйон меканизмасыны көрсөтөт?
Минимум вейа туруктуу сойлоо ылдамдыгы, герилим ве температурала бирлештирилмиш Norton–Arrhenius ешитлигийле моделленмиштир:
\[ \dot{\varepsilon}_{\min/ss} =A\sigma^n\exp\left(-\frac{Q_c}{RT}\right) \]
Бурада \(\dot{\varepsilon}_{\min/сс}\) минимум вейа туруктуу сойлоо ылдамдыгыны, А материал сабитини, σ колдонулган герилими, н Norton герилим үстелини, Qж сойлоо активдешүү энергиясыни, Р газ сабитини ве Т мутлак температурасы көрсөтөт.
Шекил 6 ве ана текстде маалыматлен Norton үслери шөйледир:
| Сыжаклык | Norton герилим үстели | Изилдөөдөки йорум |
|---|---|---|
| 700 °C | 6,8 | Дислокасйон контроллү күч мыйзамы сойлооси |
| 750 °C | 5,54 | Дислокасйон тырманмасынын еткили олдугу меканизма |
| 800 °C | Шекил ве ана текстде 6,0 | Дислокасйон контроллү убакытч |
Үслерин тамамы 5’ин үстүндөдир. Изилдөөчүлөр ана тартышмада бу маанилери дислокациянын көтөрүлүшү контроллү күч мыйзамы сойлоосийле илишкмененндирмектедир. Бирок натыйжа бөлүмүнде 800 °C маании 6,0 йерине 6,8 катары йазылмыш ве меканизма “дислокациянын жылышы” бичиминде ифаде едилмиштир. Бу неденле кесин алт меканизма конусунда текст кенди үчүнде тутарлы дегилдир. Булгуларын гүвенле дестекледиги йорум, сойлоонин дифүзйон вейа йалнызжа дана чек арасы каймасындан зийаде дислокация контроллү бир убакытч олдугудур.
Активасйон енержиси натыйжалары
Arrhenius егимлеринден хесапланан сойлоо активасйон енержмененри 393–453 кЖ·мол−1 аралыгындадыр ве орточо маани болжол менен 422 кЖ·мол−1 катары маалыматлмиштир.
| Уйгуланан герилим | Шекил 6’да маалыматлен активдешүү энергиясы |
|---|---|
| 150 MPa | 420 кЖ·мол−1 |
| 180 MPa | 453 кЖ·мол−1 |
| 210 MPa | 393 кЖ·мол−1 |
Бу маанилер Шекил 6’да сабит герилимлере аит егимлерден эсептелген. Буга каршы натыйжа бөлүмүнде 420, 453 ве 393 кЖ·мол−1 маанилери сырасыйла 700, 750 ве 800 °C’йе аитмиш гиби йазылмыштыр. Хесаплама графиги температурасы багымсыз ексенде, ар түрдүү герилимлери айры маалымат күмелери катары кулландыгындан таблицадаки герилим негизгили ешлештирме ыкмале дагы уйумлудур.
Дегиштирилмиш Monkman–Grant илишкиси не гөстерди?
Изилдөөдө үчүнжүл сойлоо бөлгесинин бирабдан тажрыйбаде кең олмасы неденийле дегиштирилмиш Monkman–Grant илишкиси колдонулган:
\[ \frac{t_r}{\varepsilon_r} =K_{\mathrm{MMG}}\dot{\varepsilon}_{\min}^{-\alpha} \]
Бурада тр сынуу убактысыни, εр сынуу сүрөт дегиштирмесини, \(\dot{\varepsilon}_{\min}\) минимум сойлоо ылдамдыгыны, α менен КММГ уйум сабитлерини көрсөтөт.
Бүтүн тажрыйба нокталарынын чифт логаритмик уйумунда Р2 = 0,96233 ве егим болжол менен −0,943 булунмуштур. Бу мааниин мутлак катары 1’е йакын олмасы, минимум сойлоо ылдамдыгы менен сынуу убактысы арасында күчтүү бир илишки булундугуну ве сынуунын деформасйон бирикимийле йакындан шилтемелы олдугуну көрсөтөт.
Шекил үстүндө К = −0,5155 маании йазылмыштыр. Ешитликтеки КММГ нормалде чарпан катары кулланылдыгы үчүн бу мааниин догрудан сабит ми, йокса чифт логаритмик графигин кесишим маании ми олдугу текстде ачык дегилдир.
IN625 ве ширетүү металындеки δ фазасы өмрү неден белирлемеди?
700 °C ве 150 MPa шартундаки болжол менен 1717 саатлик тажрыйба, IN625/ширетүү металы арайүзүнде ве ширетүү металынде йогун игнемси δ фазасы чөкелмесине йол ачмыштыр. 750 °C ве 180 MPa’даки болжол менен 97 саатлик тажрыйбаде δ фазасы орта дүзейде; 800 °C ве 210 MPa’даки 5,54 саатлик тажрыйбаде болсо олдукча чектелген калмыштыр.
Буна рагмен хичбир үлгү йогун δ фазасы ичерен IN625 вейа ширетүү металы бөлгесинде сынуумыштыр. Кырылмалар убакыткли катары AL6XN ана металинде, ширетүү металы/AL6XN арайүзүнден болжол менен 6 мм узаклыкта мейдана гелмиштир. Бу гөзлем, изилденген тажрыйба аралыгында шилтеме өмрүнү белирлейен ен алсыз микротүзүмнын δ фазасы ичерен IN625 тарафы олмадыгыны көрсөтөт.
Бу натыйжа δ фазасынын хичбир меканик еткиси олмадыгы анламына гелмез. Изилдөөнүн дестекледиги дагы чектелген чыкарым, олушан δ фазасы өлчөмынын кошулманын сынуу жерину IN625 вейа ширетүү металыне ташымадыгы ве топлам өмрүн AL6XN тарафындаки хасар тарафындан сынырландыгыдыр.
AL6XN тарафында ханги хасар гелишмиштир?
AL6XN үчүнде жогорку температура марузийети сырасында дана чек араларында ве тане ичлеринде абдан сайыда TCP фазасы чөкелмиштир. EDS карталары бу чөкмөлөрдүн Ni, Fe, Cr, Mo, Si ве C ичердигини көрсөтөт. Изилдөөчүлөр мурунку изилдөөларла каршылаштырарак дана чек араларындаки базы чөкмөлөри М23C6 ве М6C карбидлерийле, дана ичиндегиндекмененри болсо σ ве Laves фазаларыйла илишкмененндирмиштир.
700 °C ве 150 MPa шартунда узун тажрыйба мөөнөтү неденийле хем дана ичиндеги хем де дана чек арасы чөкелмеси абдан йогундур. Кырылма йүзейине йакын бөлгелерде өндүрүшден калан ири σ фазаларынын чевресинде боштуктар гелишмиш ве дана чек ара боштуктары олушмуштур.
750 °C ве 180 MPa шартунда да йайгын TCP чөкелмеси гөрүлмүш; сынуу бөлгесинде мурунку σ фазасындан ве дана чек арасы чөкмөлөрдүнден ширетүүланан боштуктар аныкталган. 800 °C ве 210 MPa шартунда марузийет кыса олдугундан дана ичиндеги чөкелме дагы чектелген калмыш, бирок дана чек араларында боштуктар ве мурунку σ фазалары чевресинде айрылма йине мейдана гелмиштир.
Кырылма насыл башламыштыр?
Изилдөөнүн өнердиги меканизма ики ар түрдүү парчажык грубунун ортак еткисине дайанмактадыр:
- Левханын өндүрүшинден калан ири σ фазасы парчажыклары, матрисле меканик уйумсузлук ташыйан баштапкы кусурлары олуштурмуштур.
- Сойлоо сырасында олушан йени TCP чөкмөлөри, айрыкча узун марузийетлерде тане сынырларыны ве тане ичлерини йогун бичимде капламыштыр.
Сабит йүк астында парчажык-матрис арайүзүндеки жергиликтүү герилим арттыгында баг айрылмыш ве кичинекей боштуктар олушмуштур. Бу боштуктар комшу дана чек ара боштуктарыйла бирлешмиш, дагы кийин микрочатлаклара дөнүшмүш ве сынуу кесити бойунжа мененрлемиштир.
Ошондуктан сынуу йалнызжа тажрыйба сырасында чөкен йени фазаларын вейа йалнызжа баштапкытаки σ фазасынын сонужу дегилдир. Башлангыч микротүзүмсы менен сойлоо сырасында гелишен чөкелме бирликте хасары ылдамдыкландырмыштыр. Өзелликле кыска мөөнөттүү йүксек герилим тажрыйбаларинде йени TCP чөкелмеси үчүн заман аз олдугундан өндүрүшден калан σ фазасынын ылайыкли маании артмыштыр.
Чөкелти өлчөмы сынуу бичимини насыл дегиштирди?
700 °C’де 150 ве 180 MPa астында узун убакыт калан үлгүлөрде йогун TCP чөкелмеси олушмуш, сынуу бети ылайыкже дүз ве йары геврек гөрүнүм көрсөткөн. Бу үлгүлөрде кесит аланы таралмасы болжол менен %42,86’дыр.
700 °C ве 210 MPa шартунда сынуу убактысы болжол менен 400 саате дүшмүш, алан таралмасы %67,8’е йүкселмиш ве меркезде дагы фазала пластик сүрөт дегиштирме гөрүлмүштүр. Изилдөөчүлөр дагы кыса өмрүн чөкелме өлчөмыны сынырладыгыны ве сынуунын дагы сүнек өзеллик казанмасына изин вердигини баалооктедир.
750 ве 800 °C’деки базы йүксек герилим шарттарында алан таралмасы болжол менен %59 катары билдирилген. Кырылма йүзейлеринде парчажыкларын айрылдыгы боштуктар, пластик катары сүрөт дегиштирмиш бөлгелер ве дана чек арасы сынуусы бирликте гөрүлмектедир. Бу дурум сынуу меканизмасынын тамамен геврек вейа тамамен сүнек олмадыгыны, сыноо шартуна ылайык дегишен карма бир меканизма олдугуну көрсөтөт.
Изилдөөнүн дестекледиги негизги натыйжалар
- Сыжаклык ве герилим арттыкча минимум сойлоо ылдамдыгы йүкселмиш, сынуу убактысы азалмыштыр.
- 700 °C’ден 800 °C’йе температура артышы сынуу убактысыни болжол менен %98 азалтмыштыр.
- Бүтүн үлгүлөр ширетүү металынде дегил, AL6XN ана металинде ве арайүзден болжол менен 6 мм узакта сынган.
- IN625 ве ширетүү металындеки йогун δ фазасы, изилденген шарттарда шилтеме өмрүнү белирлейен ана хасар бөлгеси олмамыштыр.
- AL6XN’да сойлоо сырасында TCP фазалары чөкелмиш; мурунку σ фазалары ве йени чөкмөлөр чевресинде боштуктар олушмуштур.
- Norton үслеринин 5’ин үстүндө олмасы дислокация контроллү күч мыйзамы сойлоосини дестеклемектедир.
- Минимум сойлоо ылдамдыгы менен сынуу убактысы дегиштирилмиш Monkman–Grant илишкисийле күчтүү бир догрусал уйум көрсөткөн.
- Узун убакытли йогун TCP чөкелмеси дагы дүшүк алан таралмасы ве йары геврек сынууйла илишкмененндирилмиштир.
Изилдөө нейи далилдебейт?
- Сонучлар бүтүн IN625–AL6XN ширетүү ыкмалери, долгу металлери вейа парча геометрмененри үчүн гечерли дегилдир.
- Ширетүүлы кошулманын герчек сантрал, рафинери вейа петрокимйа тесиси хизмет өмрү белирленмемиштир.
- Дегишкен йүк, термалдык цикл, сойлоо-йорулма, коррозия вейа ич басынч еткмененри изилденген эмес.
- Ширетүү кийинсы жылуулук ишлем, ар түрдүү жылуулук гирдмененри вейа ар түрдүү суюлтуу катышлары каршылаштырылмамыштыр.
- TCP фазаларынын кесин кристал түзүмлары XRD, електрон кырынымы вейа атомик масштабдуу анализле ырасталган эмес.
- Докуз тажрыйба шартунда багымсыз текрарлар ве эксперименттик сачылым маалыматлмедигинден гүвенилирлик аралыклары хесапланамамактадыр.
- Минимум сойлоо егрмененри узак мөөнөттүүли тасарым стантарды вейа изин маалыматлебилир герилим таблицасу олуштурмак үчүн йетерли дегилдир.
- Хам ве ишленмиш маалыматтар девам еден башка бир изилдөөнүн парчасы олдугу герекчесийле пайлашылмамыштыр.
Метин үчүндеки маанилүү тутарсызлыклар
| Кону | Ана текст вейа сүрөт | Челишен ифаде |
|---|---|---|
| 800 °C Norton үстели | Шекил 6 ве ана тартышмада н = 6,0 | Сонуч бөлүмүнде н = 6,8 |
| Активасйон енержмененринин ешлештирилмеси | Шекил 6, маанилери 150, 180 ве 210 MPa маалымат күмелерине ылайык көрсөтөт | Сонуч бөлүмү маанилери 700, 750 ве 800 °C’йе аитмиш гиби йазмактадыр |
| Сойлоо алт меканизмасы | Ана тартышма н ≥ 5 үчүн дислокациянын көтөрүлүшүны белиртмектедир | Өзет ве натыйжата дислокациянын жылышы ифаделери булунмактадыр |
| Сойлоо ылдамдыгы түреви | Догру таным \(\dot{\varepsilon}=д\varepsilon/дт\) | Бир жүмледе йанлышлыкла \(д\sigma/дт\) йазылмыштыр |
| Ширетүүлы шилтеме ады | Изилдөөнүн тамамы IN625–AL6XN шилтемесыны изилдейт | Бир алт баш аталышта йанлышлыкла “IN600/IN625” йазылмыштыр |
| Йазар ады | Башлык сайфасында Лиуба Ребежа Лóпез Лóпез | ЖРедиТ бөлүмүнде “Лиуба Ребажа” йазылмыштыр |
| Тересита Сáнжхез Жруз | Башлык сайфасында бу кыса ад кулланылмактадыр | ЖРедиТ бөлүмүнде “Санжхез Жруз Тересита дел N. Ж.” бичими йер алмактадыр |
| ДТУ мекеме ады | Ресмî ад Тежхнижал Университй оф Денмарк | Башлык сайфасында “Тежхижал Университй оф Денмарк” йазылмыштыр |
Изилдөөнүн Йөнтеми ве Булгулары
Малземелерин химиялык курамы
| Малземе | C | Cr | Ni | Mo | Fe | Nb | Mn | Si | N |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IN625 | %0,06 | %22,53 | Калан | %8,27 | %4,40 | %3,39 | %0,35 | %0,17 | Белиртилмемиш |
| ERNiCrMo-3 долгу | %0,02 | %22,00 | Калан | %9,00 | %0,20 | %3,60 | %0,05 | %0,05 | Белиртилмемиш |
| AL6XN | %0,015 | %20,91 | %23,88 | %6,15 | Калан | Белиртилмемиш | %0,43 | %0,37 | %0,21 |
IN625 ошондой эле %0,09 Al, %0,25 Ti ве %0,11 Жо; толтургуч металл %0,10 Al ве %0,20 Ti; AL6XN болсо %0,24 Cu ичермектедир. Таблодаки маанилер масса йүздесидир.
Ширетүү параметрелери
| Параметре | Дегер |
|---|---|
| Левха калынлыгы | 13 мм |
| Ширетүү агзы | Тек 60° В агыз |
| Ширетүү ыкмасы | Дарбели акымлы GMAW |
| Ширетүү макинеси | ОТЖ Даихен/Дахеин Wелл Бее DP400 катары йазылмыштыр |
| Долгу тели | 1,2 мм ERNiCrMo-3 |
| Торч салынымы | 9–12,5 мм |
| Салыным ылдамдыгы | 10 мм·с−1 |
| Коруйужу газ | %95 Ар + %3 N2 + %2 O2 |
| Газ дебиси | 16,5 Л·мүнөт−1 |
| Ширетүү ылдамдыклары | 3,16 ве 2,66 мм·с−1 |
| Топлам жылуулук кириши | 4,0 кЖ·мм−1 |
| Топлам суюлтуу | %21 |
Нумуне хазырлама ве микроскопи
- Ширетүүлы левхадан топлам докуз сойлоо үлгүси чыкарылмыштыр.
- Металлографик йүзейлер 2000 кум зымпарайа катар даярдалган.
- Парлатмада 3 μm елмас паста ве 0,05 μm алүмина колдонулган.
- Ана металлер 4 В астында 2 мЛ Х2СО4 + 15 мЛ Х2O чөзелтисийле электрохимиялык катары дагланмыштыр.
- IN625 ве AL6XN үчүн даглама убакытлери сырасыйла 16 ве 4 секундадир.
- Ширетүү бөлгеси 5 В астында оксалик асит чөзелтисинде 40 секунда дагланмыштыр.
- Оптик инжелемеде Жарл Зеисс Аxио Обсервер 7 колдонулган.
- SEM инжелемелери JEOL JSM-7600F алан емисйонлу микроскопла түзүмлмыштыр.
- Елемент карталары Bruker X-Фласх 6|30 EDS дедектөрүйле алынмыштыр.
Сойлоо сыноо системи
- Апплиед Тест Сйстемс Сериес 2330-MM сабит йүк коллу сойлоо жихазы колдонулган.
- Ысытма, Сериес 3210 бөлүнебилир фырынла сагланмыштыр.
- Пластик узаруу, ±1 μm чөзүнүрлүклү ST-1278 догрусал йер дегиштирме кодлайыжжылуулукйла өлчөнгөн.
- Тест температуралары 700, 750 ве 800 °C’дир.
- Ексенел герилимлер 150, 180 ве 210 MPa’дыр.
- Хер температура-герилим курамы үчүн бир үлгү кулланылдыгы анлашылмактадыр; багымсыз текрар сайжылуулук ачыкланмамыштыр.
Ана нижел табылгалар
| Өлчүм вейа гөзлем | Сонуч | Йорум сыныры |
|---|---|---|
| Ен узун сынуу убактысы | 700 °C, 150 MPa: болжол менен 1717 саат | Тек тажрыйба шартуна дайанмактадыр |
| Ен кыса сынуу убактысы | 800 °C, 210 MPa: 5,54 саат | Йүксек температура ве герилимин бирлешик еткисидир |
| Сыжаклык артышынын еткиси | 700 °C’ден 800 °C’йе болжол менен %98 өмүр азалмасы | Айны тажрыйба матрисиндеки уч шарттарын каршылаштырмасыдыр |
| Norton үслери | 6,8; 5,54; 6,0 | Сонуч бөлүмүндеки 800 °C мааниийле челишмектедир |
| Орталама активдешүү энергиясы | Йаклашык 422 кЖ·мол−1 | Үч герилим егиминден төндүрүлгөн |
| ММГ уйум катсайжылуулук | Р2 = 0,96233 | Докуз тажрыйба ноктасына дайанмактадыр |
| ММГ егими | −0,943 | Мутлак маании болжол менен 1’дир |
| Кырылма конуму | AL6XN ана метали, арайүзден болжол менен 6 мм узаклыкта | Бүтүн изилденген шарттарда ошол эле генел бөлге |
| Йогун TCP шартунда алан таралмасы | Йаклашык %42,86 | 700 °C’де узун марузийетли үлгүлөр |
| 700 °C, 210 MPa алан таралмасы | %67,8 | Даха сүнек сынуу сүрөтсүйле илишкмененндирилмиштир |
| Базы жогорку температура/йүк шарттары | Йаклашык %59 алан таралмасы | Метинде үлгү базында там таблица сунулмамыштыр |
Текрарланабилирлиги сынырлайан ексиклер
Изилдөө ширетүү газы, тел, салыным, ылдамдык, жылуулук кириши ве металографик хазырлама конусунда маанилүү айрынтылар вермектедир. Буга каршы ширетүү акымы, герилим, тарбели акым далга бичими, пасо башына айрынтылы жылуулук кириши, өн тавлама ве пасолар арасы температура ачыкча рапорланмамыштыр.
Сойлоо тажрыйбаларинде температура туруктуулыгы, термокупл конуму, үлгү башына текрар сайжылуулук, сынуу убактысы белирсизлиги ве минимум сойлоо ылдамдыгы үчүн сайысал маалымат таблицасу булунмамактадыр. Сонучлар графиклерден ве текил тажрыйбаларден алынган.
Фаз танымламаларында SEM–EDS колдонулган. Бу ыкма елемент дагылымыны гөстеребилсе де σ, Laves, М23C6, М6C ве δ фазаларыны хер дурумда тек башына кесин бичимде айырамаз. XRD, EBSD фаза картасы, TEM кырынымы вейа нижел фаза катышы маалыматлмемиштир.
Изилдөө ошондой эле хам ве ишленмиш маалыматтарин девам еден башка бир изилдөөнүн парчасы олмасы неденийле пайлашылмадыгыны ачыкламактадыр. Бу дурум, багымсыз йениден анализ ве егри уйумларынын догруланмасыны сынырландырмактадыр.
Булак жана метод эскертүүсү
Изилдөөнүн там өзгүн ады: Жрееп ресистанже анд мижростружтурал жхаражтеризатион оф диссимилар wелд жоинт оф Inconel 625 супераллой анд AL6XN супер аустенитиж стаинлесс стеел
Йазарлар ве сыралары: Алберто Руиз, Лиуба Ребежа Лóпез Лóпез, Ваниа Родрíгуез Херрежóн, Тересита Сáнжхез Жруз, Хериберто Гранадос Бежерра.
Еш салым вейа еш биринжи авторлык: Изилдөөдө еш салым йа да еш биринжи авторлык ачыкламасы булунмамактадыр.
Сорумлу автор: Алберто Руиз. Ширетүүта alberto.ruiz@umich.mx е-поста адреси маалыматлмиштир. SSRN кайды да А. Руиз’и менентишим авторы катары көрсөтөт.
Курумлар: Алберто Руиз, Лиуба Ребежа Лóпез Лóпез ве Хериберто Гранадос Бежерра үчүн Универсидад Мижхоажана де Сан Нижолáс де Хидалго, Ынституто де Ынвестигажиóн ен Металургиа й Материалес, Морелиа, Мижхоажáн, Мéxижо; Ваниа Родрíгуез Херрежóн үчүн Тежхнижал Университй оф Денмарк, Департмент оф Живил анд Межханижал Енгинееринг, Кгс. Лйнгбй, Денмарк; Тересита Сáнжхез Жруз үчүн Универсидад Аутóнома де Жампежхе, Ынституто де Ынвестигажиóн ен Жорросиóн й Пресерважиóн де Материалес, Сан Франжисжо де Жампежхе, Мéxижо белгиленген.
Курум ады ноту: Ширетүү текстде “Тежхижал Университй оф Денмарк” йазылмыштыр. Курумун расмий Ингилизже ады “Тежхнижал Университй оф Денмарк”дыр.
DOI: 10.2139/ssrn.7194076. Бу DOI, SSRN препринт кайдына аиттир; хакемли журнал макалеси DOI’си дегилдир.
Дерги вейа конференция: Йүкленен сүрүм үчүн догруланмыш бир хакемли журнал вейа конференция жарыялооы булунмамактадыр.
Йайын платформау: SSRN.
Өзгүн басмакана: Изилдөө үчүн догруланмыш бир хакемли журнал басмакана белиртилмемиштир. SSRN, препринтин дагытылдыгы платформадур.
Йайын йылы: 2026.
Ширетүү түрү: Денейсел ширетүү металуржиси, жогорку температура сойлооси ве сынуу микромеканиги изилдөө препринти.
Хакемлик дуруму: Изилдөө рецензиядан өткөн эмес. Хер сайфада “Тхис препринт ресеаржх папер хас нот беен пеер ревиеwед” уйаржылуулук булунмактадыр.
Ресмî шилтемелар:SSRN расмий кайыт сайфасы ве DOI шилтемесы.
Финансман: Изилдөө, СЕЖЫХТЫ тарафындан CF-2023-l-523 прожеси капсамында дестекленмиштир. Лиуба Ребежа Лóпез Лóпез’ин йүксек лисанс ве Хериберто Гранадос Бежерра’нын доктора кийинсы изилдөөлары үчүн сагланан бурс дестегине тешеккүр едилмиштир.
Чыкар чатышмасы: Йазарлар, изилдөөнү еткмененйебмененжек билинен мали чыкар вейа кишболсол илишки булунмадыгыны бейан етмиштир.
Вери еришими: Булгуларын йениден үретилмеси үчүн герекли хам ве ишленмиш маалыматтарин, девам еден башка бир изилдөөнүн парчасы олмасы неденийле бу ашамада пайлашыламадыгы билдирилген.
Йазар салымлары: Алберто Руиз каврамсаллаштырма, ыкма, изилдөө, йазым, гөрселлештирме, ширетүүлар, проже йөнетими ве бичимсел анализ; Лиуба Ребежа Лóпез Лóпез изилдөө, ыкма ве гөрселлештирме; Ваниа Родрíгуез Херрежóн инжелеме, гөрселлештирме ве изилдөө; Тересита Сáнжхез Жруз инжелеме ве ыкма; Хериберто Гранадос Бежерра йазым, инжелеме, ыкма, изилдөө ве гөрселлештирме ылайыквлерийле белгиленген.
Бу Түркче макале, йүкленен 32 сайфалык изилдөөнүн ана метни, химиялык курам таблицасу, ширетүү ишлеми, сойлоо егрмененри, Norton ве Monkman–Grant хесаплары, оптик микроскопи, SEM–EDS сүрөттөри ве сынуу бети анализлери есас алынарак даярдалган. Изилдөөдө йер алмайан йени бир тажрыйба сонужу вейа дыш ширетүүтан билимсел табылга екленмемиштир. Дыш догрулама йалнызжа DOI, SSRN кайды, менентишим авторы ве мекемелерын библийографик кимликлерийле сынырландырылмыштыр.
Изилдөөнүн башлыжа чектелгенлыклары; хакем баалоосинден гечмемиш олмасы, багымсыз тажрыйба текрарларынын ачыкланмамасы, йалнызжа докуз температура-герилим шартунун дененмеси, фаза танымламаларынын SEM–EDS ве литератүр каршылаштырмасына дайанмасы, хам маалыматтарин пайлашылмамасы ве текст үчүнде Norton үстели, активдешүү энергиясы ешлештирмеси менен дислокация меканизмасына илишкин тутарсызлыклар булунмасыдыр.
Сонучлар йалнызжа белиртмененн 13 мм левхалар, ERNiCrMo-3 толтургуч металл, %21 суюлтуу, 4,0 кЖ·мм−1 топлам жылуулук кириши ве 700–800 °C менен 150–210 MPa тажрыйба аралыгы үчүн гечерлидир. Изилдөө, герчек өнөр жайлык парчалар үчүн тасарым өмрү, изин маалыматлебилир изилдөө герилими вейа бүтүн IN625–AL6XN шилтемелары үчүн генел сынуу жери белирлемемектедир.

Пикир калтырыңыз
E-mail дарегиңиз жарыяланбайт. Милдеттүү талаалар * менен белгиленген