Titan qotishma plitalari uchun texnik talablar va mos yozuvlar standartlari
1. Materiallar tasnifi va navlari
Titan qotishma plitalari mikro tuzilishi va qotishma tarkibiga ko'ra to'rt toifaga bo'linadi. Ti{6}}5Al-2.5Sn (6-sinf) kabi alfa qotishmalarida asosan alyuminiy va qalay kabi alfa stabilizatorlari mavjud. Ushbu qotishmalar yuqori haroratlarda mukammal payvandlanish va siljish qarshiligini ta'minlaydi, bu ularni havo korpusi tuzilmalari va kriyojenik ilovalar uchun mos qiladi. Yaqin{17}}alfa qotishmalari, jumladan Ti-8Al-1Mo-1V (9-sinf) va Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, alfa-dominant tuzilmani saqlab qolgan holda oz miqdorda beta stabilizatorlarini o'z ichiga oladi. Ular gaz turbinali dvigatel komponentlari uchun yaxshilangan yuqori harorat barqarorligini ta'minlaydi.
Alfa{0}}beta qotishmalari eng koʻp qoʻllaniladigan toifani ifodalaydi, Ti-6Al-4V (5-sinf) aerokosmik, tibbiyot va sanoat sohalarida ishlaydigan qotishma hisoblanadi. Ushbu qotishma o'zining ikki fazali mikro tuzilishi orqali mustahkamlik, egiluvchanlik va sinish chidamliligining optimal muvozanatiga erishadi. Qo'shimcha past interstitsial variant Ti-6Al-4V ELI (23-sinf), muhim ilovalar uchun zararga chidamliligini oshirish uchun kislorod, temir va vodorod tarkibini cheklaydi. Ti-10V-2Fe-3Al va Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn kabi beta qotishmalari titanium qotishmalari orasida eng yuqori quvvat darajasiga erishish uchun eritma bilan ishlov berilishi va qarishi mumkin, issiqlik bilan ishlov berishdan oldin shakllanuvchanlikning alohida afzalliklari.
2. Kimyoviy tarkibiga qo'yiladigan talablar
Titanium qotishma plitalarining kimyoviy tarkibi barqaror mexanik xususiyatlar va korroziyaga chidamliligini ta'minlash uchun qattiq nazorat qilinishi kerak. Ti-6Al-4V (5-sinf) uchun alyuminiy miqdori 5,50 dan 6,75 foizgacha, vanadiy esa 3,50 dan 4,50 foizgacha. Temir maksimal 0,30 foiz, kislorod 0,20 foiz, uglerod 0,08 foiz, azot 0,05 foiz va vodorod 0,015 foiz bilan cheklangan. Barcha qoldiq elementlarning umumiy miqdori 0,40 foizdan oshmasligi kerak.
ELI toifasi uchun alyuminiy 5,50-6,50 foiz, temir maksimal 0,25 foiz, kislorod 0,13 foiz va vodorod 0,0125 foizgacha cheklangan. Ushbu pasaytirilgan interstitsial darajalar sinish chidamliligi va egiluvchanligini sezilarli darajada yaxshilaydi, shuning uchun bu daraja jarrohlik implantlari va muhim aerokosmik tarkibiy qismlar uchun majburiydir. Ti-5Al-2,5Sn (6-sinf) alyuminiy 4,00 dan 6,00 foizgacha, qalay 2,00 dan 3,00 foizgacha, temir 0,50 foizgacha va vodorod 0,020 foizgacha ruxsat beradi. Kislorod chegarasi standart Ti-6Al-4V ga 0,20 foizga mos keladi.
3. Mexanik mulkka qo'yiladigan talablar
Xona haroratida bo'ylama yo'nalishda Ti-6Al-4V plitasi 895 MPa minimal yakuniy kuchlanish kuchiga, 828 MPa dan 0,2 foizga o'tishda minimal oqish quvvatiga, minimal cho'zilish 10 foizga va maydonning minimal qisqarishi 25 foizga yetishi kerak. ELI varianti bir xil cho'zilish va pasayish talablarini saqlaydi, lekin bir oz pasaytirilgan quvvat darajalariga ega: 860 MPa minimal yakuniy valentlik kuchi va 795 MPa minimal oqish kuchi. Ti-5Al-2.5Sn 827 MPa minimal valentlik kuchi, 759 MPa minimal oqish quvvati va mos keladigan egiluvchanlik ko'rsatkichlarini talab qiladi.
Yuqori haroratda xizmat ko'rsatish uchun Ti{8}}6Al-2Sn-4Zr-2Mo plitasi 315 daraja Selsiyda 620 MPa minimal tortishish kuchiga ega bo'lishi kerak va 425 daraja Tselsiy bo'yicha tasdiqlangan o'tish qarshiligi. Sinishi chidamliligi shikastlanishga chidamli dizayn uchun muhim parametrdir. Ti-6Al-4V ELI plitasi tekislik deformatsiyasining sinishi chidamliligi K_IC ga erishishi kerak, Ti-5Al-2.5Sn esa kamida 55 MPa kvadrat ildiz metrni talab qiladi. Charpy V-notch zarba energiyasiga bo'lgan talablar mos ravishda 20 joul va 16 joulni tashkil qiladi.
4. O'lchovli toleranslar va sirtni tugatish
Qalinligi bardoshliligi plastinka qalinligidan farq qiladi. 6,35 millimetrgacha bo'lgan plitalar uchun standart bardoshlik ortiqcha yoki minus 0,13 millimetrga teng, aniq bardoshlik ortiqcha yoki minus 0,08 millimetrga tortiladi. 6,35 va 25,4 millimetr oralig'ida standart bardoshlik ortiqcha yoki minus 0,25 millimetrga, ortiqcha yoki minus 0,13 millimetrda aniqlikka ega bo'ladi. 25,4 millimetrdan 50,8 millimetrgacha bo'lgan plitalar uchun standart bardoshlik ortiqcha yoki minus 0,38 millimetrga teng va aniq bardoshlik ortiqcha yoki minus 0,25 millimetrga teng.
Kenglik bardoshlik standart sharoitlarda minussiz ortiqcha 6,35 millimetrni tashkil etadi, aniqlik uchun ortiqcha 3,18 millimetrga tortiladi. Uzunlik tolerantligi ortiqcha 25 millimetr standart, ortiqcha 13 millimetr aniqlik. Yassilik standart talablar bo'yicha har bir metr uchun 3,2 millimetrdan oshmasligi kerak yoki nozik plastinka uchun metr uchun 1,6 millimetrdan oshmasligi kerak. Chet kamberi 3 metr standart uchun 3,2 millimetr va 3 metr aniqlik uchun 1,6 millimetr bilan cheklangan.
Sirtni tugatish talablari ishlov berish usuliga bog'liq. Issiq haddelenmiş plitalar 6,3 mikrometrdan ko'p bo'lmagan Ra sirt pürüzlülüğüne erishishi kerak. Sovuq{4}}prokatlangan yoki kimyoviy tuzlangan plitalar uchun Ra 3,2 mikrometrdan oshmasligi kerak. Aniq-yer plitalari 1,6 mikrometrdan ko'p bo'lmagan Ra ni talab qiladi.
5. Metallurgiyaga qo'yiladigan talablar
Tegirmon{0}}beta titanium qotishma plitasining tavlangan holatidagi-mikro tuzilishi oʻzgartirilgan beta matritsa ichida taqsimlangan teng oʻqli birlamchi alfa fazadan iborat boʻlishi kerak. Uzluksiz don chegarasi alfa fazasiga ruxsat berilmaydi, chunki u egiluvchanlik va charchoq qarshiligini pasaytiradi. Donning oʻlchami ASTM 5 yoki undan yupqa boʻlishi kerak, odatdagi ishlab chiqarish ASTM 6 dan 8 gacha boʻlishi kerak. Yuqori haroratda ishlov berishda hosil boʻlgan qattiq kislorod-yuzaki qatlam-alfa holati butunlay olib tashlanishi kerak. Tasdiqlash uchun sirtda qattiqlik koʻtarilmasligini koʻrsatuvchi mikro{10}}qattiqlik profili yoki alfa-stabillashgan qatlam qolmaganligini tasdiqlovchi metallografik tekshiruv talab qilinadi.
Beta{0}}stabilizator boyitishning mahalliy hududlari boʻlgan beta nuqtalari muhim aerokosmik ilovalarda taqiqlangan. Ular tegishli reagentlar yordamida makro{2}}etch tekshiruvi orqali aniqlanadi. Qo'shilish tarkibi ASTM E45 A usuli bo'yicha baholanadi, nozik, og'ir, silikat va globulyar oksid qo'shimchalari uchun mos ravishda A2, B2, C2 va D2 maksimal ruxsat etilgan darajalari bilan.
6. Buzuvchi boʻlmagan{1}}Sinov talablari
Ultrasonik sinov AMS-STD-2154 A sinfi mezonlariga muvofiq o'tkaziladigan 6,35 millimetr va undan katta qalinlikdagi barcha plitalar uchun majburiydir. 3,2 millimetrli tekis pastki teshikning ekvivalentidan oshib ketadigan hech qanday ko'rsatkich qabul qilinishi mumkin emas. Bo'yoqning penetratsion sinovi ASTM E1417 bo'yicha barcha tayyor sirtlarga qo'llaniladi, uzunligi 3,2 millimetrdan ortiq chiziqli ko'rsatkichlar yo'q. Radiografik sinov ASTM E1742 bo'yicha payvandlangan yoki ta'mirlash joylari uchun ajratilgan. Eddy oqimi sinovi ASTM E426 protseduralariga muvofiq, xaridor va yetkazib beruvchi o'rtasidagi kelishuv bilan belgilangan sezgirlik bilan 6,35 millimetrdan past bo'lgan yupqa plastinalarda ultratovush tekshiruvini almashtirishi mumkin.
7. Issiqlik bilan ishlov berish shartlari
Tegirmon{0}}tavlangan plastinka 704 dan 760 daraja Selsiyda qayta ishlanadi, keyin havo sovutiladi. Bu holat umumiy ilovalar uchun muvozanatli xususiyatlarni ta'minlaydi. Ikki tomonlama tavlanish eritmani suv bilan 954 daraja Selsiy bo'yicha tozalashni, so'ngra 538 daraja Selsiy bo'yicha havoni sovutishni o'z ichiga oladi, bu esa shikastlanishga bardoshli dizaynlar uchun sinish chidamliligini oshirish-. Eritma bilan ishlov berilgan va eskirgan plastinka 927 daraja Selsiyda suv bilan o'chirish bilan ishlov berish orqali maksimal quvvatga erishadi, so'ngra 538 daraja Selsiyda 4 dan 8 soatgacha qariydi. Havo sovutish bilan 1010 daraja Selsiy bo'yicha beta tavlanish, so'ngra 760 daraja Tselsiy bo'yicha barqarorlashtirish aerokosmik dvigatel ilovalarida emirilish qarshiligi uchun optimallashtirilgan o'zgartirilgan beta mikro tuzilmasini ishlab chiqaradi. 538 dan 649 gradusgacha bo'lgan haroratda stressni bartaraf etish ishlov berish yoki shakllantirish operatsiyalaridan keyin amalga oshiriladi.
Barcha issiqlik bilan ishlov berish vakuumda 10 dan minus 3 millibargacha yoki undan yuqori haroratda yoki yuqori-tozalikdagi argon atmosferasida amalga oshirilishi kerak. Issiqlik bilan ishlov berish jarayonida hosil bo'lgan har qanday alfa holati yakuniy tekshirishdan oldin butunlay olib tashlanishi kerak.
8. Yo'naltirilgan standartlar
Titanium qotishma plitasining asosiy spetsifikatsiyasi ASTM B265 bo'lib, titanium va titanium qotishma chizig'i, qatlam va plastinkani qoplaydi. Ushbu standart kimyoviy tarkib chegaralarini, mexanik xususiyatga qo'yiladigan talablarni, o'lchov bardoshliklarini va umumiy sifat qoidalarini belgilaydi. Bar va ignabargli mahsulotlar uchun ASTM B348 mexanik sinov uchun qo'shimcha ma'lumotnomalarni taqdim etadi.
Mexanik sinov metodologiyasi uchun ASTM E8 va E8M metall materiallarning kuchlanish sinovini boshqaradi. Qattiqlikni tekshirish Rockwell qattiqligi uchun ASTM E18 yoki Brinell qattiqligi uchun ASTM E10 dan keyin amalga oshiriladi. Inklyuziya tarkibini baholash titanium qotishmalari uchun moslashtirilgan ASTM E45 dan foydalanadi. Don hajmini o'lchash ASTM E112 ga amal qiladi. ASTM E384 bo'yicha mikro{9}}qattiqlik profili qoldiq alfa holatini aniqlaydi. Metallografik namunani tayyorlash va qirqish mos ravishda ASTM E3 va ASTM E407 ga amal qiladi.
Buzuvchi boʻlmagan sinovlar{0}}standartlariga suyuqlikning penetratsion sinovi uchun ASTM E1417, radiografik tekshiruv uchun ASTM E1742 va yupqa mahsulotlarning elektromagnit girdob oqimi sinovi uchun ASTM E426 kiradi. Sirtni tayyorlash va kireçdan tozalash bo'yicha ko'rsatmalar ASTM B600 da mavjud.
Aerokosmik Materiallar spetsifikatsiyalari parvozning muhim ilovalari uchun-qattiqroq talablarni taqdim etadi. AMS 4907 tavlangan holatda Ti{28}}6Al-4V plastinkani qoplaydi. AMS 4911 eritma bilan ishlov berilgan va eskirgan Ti-6Al-4V plastinkasiga murojaat qiladi. AMS 4930 qo'shimcha past interstitsial Ti-6Al-4V plitasini belgilaydi. AMS 4940 Ti-5Al-2.5Sn plitasi uchun amal qiladi. AMS 4943 Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn beta qotishma plastinkasini qoplaydi. AMS 4945 Ti-8Al-1Mo-1V yaqin alfa qotishma plastinkasiga murojaat qiladi. Ultrasonik tekshiruvni qabul qilish mezonlari AMS-STD-2154 da belgilangan.
Eski harbiy spetsifikatsiyalarga titan plitasi, tasma va plastinka uchun MIL-T-9046 va bar va zarb uchun MIL-T-9047 kiradi. Atrof-muhit sinovi MIL-STD-810 dan keyin amalga oshiriladi.
Xalqaro standartlarga Ti-6Al-4V qotishma jarrohlik implantlari uchun ISO 5832-3 va Ti-5Al-2,5Fe qotishma implantlari uchun ISO 5832-10 kiradi. Britaniya standartlari BS 2TA 2 va BS 2TA 11 Ti-6Al-4V varaq va plastinkani qoplaydi. Nemis DIN 17850 ishlangan titanium qotishmalari uchun texnik xususiyatlarni taqdim etadi. Yaponiyalik JIS H4600 varaqlar, plitalar va chiziqlarga murojaat qiladi. Xitoy milliy standarti GB/T 3621 va harbiy standart GJB 2505A aviatsiya darajasidagi titanium qotishma plastinkasiga qo'llaniladi.
9. Ilova-Maxsus talablar
Aerokosmik tuzilmaviy ilovalar AMS 4907, AMS 4911 va AMS-STD-2154 boʻyicha yuqori{0}}charchoq davri maʼlumotlari, zararga chidamlilik tahlili va A darajasidagi NDT muvofiqligini talab qiladi. Aerokosmik dvigatel komponentlari AMS 4945 va ASTM E139 bo'yicha yuqori haroratli valentlik xususiyatlarini, emirilish qarshiligini tekshirishni va termal barqarorlikni sinovdan o'tkazishni talab qiladi.
Tibbiy implant ilovalari ISO 5832-3, ASTM F136 va ASTM F1472 boʻyicha majburiy boʻlgan ELI toifali material bilan sitotoksisite va sensitizatsiya tahlillarini oʻz ichiga olgan biomoslashuv testini talab qiladi. Kimyoviy ishlov berish uskunalari ASTM B265, ASTM G28 va NACE MR0175 yoki ISO 15156 bo'yicha ma'lum texnologik muhitda korroziyaga chidamliligini tekshirishni va payvandlanish qobiliyatini ko'rsatishni talab qiladi. Dengiz va dengiz tuzilmalari dengiz suvi korroziyasiga qarshi turishi va ASTM B26 va katodik himoya tizimlari bilan mosligini ko'rsatishi kerak. DNV-OS-B401. Yadroviy ilovalar ASME qozon va bosimli idish kodining II bo'limi D bo'limiga muvofiq neytronlarning yutilish kesimini, radiatsiya barqarorligini va iz elementlar tarkibini nazorat qiladi.
10. Sertifikatlash va hujjatlashtirish
Har bir ishlab chiqarish partiyasiga kimyoviy tahlil natijalarini, mexanik xususiyatni sinovdan o'tkazish natijalarini, issiqlik sonining kuzatilishini va haqiqiy o'lchov o'lchamlarini hujjatlashtiruvchi tegirmon sinovi sertifikati qo'shilishi kerak. Ushbu sertifikat ASTM B265 bo'yicha majburiydir. Buzuvchi boʻlmagan sinov sertifikatlari-operator malaka yozuvlari bilan ultratovush, penetrant yoki radiografik natijalar haqida xabar beradi. Metallurgiya hisobotlari mikro tuzilmali fotomikrograflarni, o'lchangan don hajmini va muhim ilovalar uchun qo'shilish reytinglarini o'z ichiga oladi. Issiqlik bilan ishlov berish sertifikatlari tsikl parametrlarini, atmosfera turini va termojuftni kalibrlash yozuvlarini hujjatlashtiradi. To'liq kuzatuv hisobotlari materialning kelib chiqishi, eritma amaliyoti va to'liq qayta ishlash tarixini aniqlaydi, bu esa aerokosmik va tibbiy asbob-uskuna qoidalariga muvofiqligi uchun zarurdir.
