Bit-titjib tal-prestazzjoni tal-magna tal-ajru, materjali ħfief u ta 'effiċjenza għolja għax-xfafar tat-turbini saru xejra li qed tiżviluppa. Il-komposti tal-matriċi tat-titanju rinfurzati bil-fibra twila tal-karbur tas-silikon ġibdu ħafna attenzjoni minħabba l-effett tajjeb ta 'tnaqqis tal-piż tagħhom u l-kapaċità li jifilħu tagħbijiet annulari. Dan il-materjal tax-xafra tat-turbini għandu qawwa għolja, reżistenza għat-temperatura għolja u proprjetajiet eċċellenti ta 'għeja u creep. Il-proċess tal-manifattura jinvolvi l-forġa tal-liga tat-titanju f'forma ta 'xafra, li tirriserva slots fiċ-ċirku tax-xafra biex timla l-materjal kompost, li mbagħad jiġi magħqud sewwa permezz ta' teknoloġija tal-ippressar iżostatika sħuna.
F'dan l-istudju, il-ħajja tal-għeja tal-vibrazzjoni ta 'xfafar I bl-użu tal-proċess FHT + HIP u xfafar II li jużaw proċess FHT biss ġew ittestjati, u n-numru fil-mira ta' ċikli kien 3 × 10 ^ 7. Xafra I temm it-test f'1.8 × 10 ^ 7 darbiet minħabba xquq tal-ponta, filwaqt li x-xafra II għadda mit-test. Permezz ta 'spezzjoni makroskopika, analiżi tal-ksur, ittestjar tal-materjal, ittestjar mekkaniku u simulazzjoni ta' elementi finiti, il-karatteristiċi tal-qsim u l-kawżi tax-xafra I ġew analizzati biex jiddeterminaw il-mod ta 'falliment tiegħu.
1. Proċess tat-test u riżultati
1.1 Spezzjoni Makroskopika
Ir-riżultati tas-sejbien tal-fluworexxenza tax-xafra I xquq huma murija fil-Figura 1. Kien hemm xquq ħdejn it-tarf tal-ponta tax-xafra, u l-fluworexxenza wriet li x-xquq kienu ppenetraw id-direzzjoni tal-ħxuna tax-xafra, u x-xquq kienu madwar 33 mm 'il bogħod minn it-tarf tad-daħla tax-xafra.
1.2 Analiżi tal-ksur
Il-qasma tax-xafra tinfetaħ, u l-makromorfoloġija tal-ksur tidher fil-Figura 2. Il-ksur huwa abjad griż, u l-kulur huwa ovvjament differenti miż-żona miftuħa artifiċjalment. Il-varjazzjoni ġenerali tal-ksur hija żgħira, u l-karatteristiċi tat-truf tar-radjazzjoni u l-arki tal-għeja huma ovvji, li jindikaw li l-ksur huwa qsim tal-għeja. Iffoka fuq in-numru pubbliku: żewġ qawwa tal-magni l-ewwel, aċċess ħieles għal żewġ data massiva tal-magni, tiffoka fuq żewġ għarfien tal-magni u teknoloġiji ewlenin!
Il-mikroskopija elettronika tal-iskannjar tal-emissjoni tal-kamp (SEM) intużat biex tosserva b'mod mikroskopiku l-ksur tax-xafra, u nstab li t-truf tar-radjazzjoni u l-arki tal-għeja ikkonverġu fuq il-wiċċ dorsali tax-xafra, li jindika li l-għeja bdiet minn hemm u ppreżentat a karatteristika ta' sors wieħed. Il-post tar-reġjun tas-sors intwera fiż-żona tal-linja ħamra fil-Figura 2. Osservazzjoni amplifikata ulterjuri wriet li l-ilbies fiż-żona tas-sors tal-għeja kien tqil u ma ġew osservati l-ebda difetti metallurġiċi ovvji (żona tal-linja sewda fil-Figura 3a). Ir-riżultati tal-analiżi tal-ispettru tal-enerġija juru li l-kontenut O f'dan ir-reġjun huwa ovvjament ogħla minn dak fil-matriċi, u elementi oħra m'għandhom l-ebda anormalità ovvja. Meded ta 'għeja ċari u xquq sekondarji jistgħu jidhru fiż-żona ta' estensjoni, u jikkonfermaw aktar in-natura tal-ksur bħala għeja (FIG. 3b). Marki tal-magni tax-xafra (FIG. 4) kienu viżibbli fuq il-wiċċ tal-ġenb tar-reġjun tas-sors, li kellu ċertu Angolu mal-qasma, li jindika li l-promozzjoni tal-bidu tal-qsim ma kinitx sinifikanti. Il-pożizzjoni makro tar-reġjun tas-sors tal-għeja fuq in-naħa ta 'wara tax-xafra hija murija fil-Figura 5. Ir-reġjun tas-sors huwa madwar 15 mm mill-wiċċ tat-tarf tal-ponta tax-xafra u 20 mm mit-tarf tad-daħla, u jestendi għaż-żewġ naħat ta' il-ponta tax-xafra u t-tarf tad-daħla.
Twettqu testijiet tal-prestazzjoni mekkanika fuq xfafar I u II, b'4 kampjuni meħuda minn kull xafra. It-test tat-tensjoni f'temperatura tal-kamra sar skond l-istandard HB 5143-1996, il-veloċità tat-tagħbija kienet 1mm / min, u żewġ kampjuni ġew ittestjati f'kull stat. Ir-riżultati ġew murija fit-Tabella 2. It-test tal-għeja ta 'ċiklu għoli f'temperatura tal-kamra twettaq skont l-istandard HB 5287-1996, u żewġ kampjuni ġew ittestjati għal kull stat. Ir-riżultati huma murija fit-Tabella 3.
Is-saħħa tar-rendiment u s-saħħa tat-tensjoni tax-xafra I huma kemxejn aktar baxxi minn dik tax-xafra II, it-titwil huwa simili iżda t-tnaqqis tas-sezzjoni huwa ovvjament differenti, u x-xafra I m'għandha l-ebda għonq ovvju. It-test tal-għeja f'temperatura tal-kamra wera li l-prestazzjoni tal-għeja tax-xafra I kienet inqas b'mod sinifikanti minn dik tax-xafra II. Ix-xfafar ittrattati b'FHT jistgħu jissodisfaw ir-rekwiżiti tat-test ta '3 × 10 ^ 7 darbiet, filwaqt li x-xfafar ittrattati b'FHT + HIP ma jistgħux jissodisfaw ir-rekwiżiti tat-test, li huwa konsistenti mar-riżultati tat-test tal-ħajja tal-għeja tal-vibrazzjoni.
1.5 Analiżi tal-istress
L-għeja tal-ksur tal-qasma tax-xafra I toriġina mill-wiċċ ta 'wara tax-xafra u għandha ċerta distanza mill-wiċċ tat-tarf tat-tarf u l-ġenb tax-xafra. Sabiex tiġi analizzata r-relazzjoni bejn l-oriġini tal-għeja u d-distribuzzjoni tal-istress, l-analiżi tal-istress tal-wiċċ tax-xafra titwettaq fis-softwer ta 'simulazzjoni tal-elementi finiti ANSYS.
Fil-mudell tal-element finit tax-xafra, l-element C3D10 intuża għad-diviżjoni tal-malji, b'total ta '12 035 elementi u 48 216 nodi. Il-mod tal-vibrazzjoni tal-liwi tal-ewwel ordni intuża għall-analiżi ta 'simulazzjoni ta' elementi finiti. Il-punt ta 'referenza kien il-ponta tax-xafra tat-tarf tad-daħla, u l-kondizzjoni tal-konfini tal-parti tat-tenon intgħażlet bħala l-appoġġ tal-għeruq. Ir-riżultati tad-distribuzzjoni tal-istress ġew murija fil-FIG. 8. Wieħed jista 'jara li hemm tliet punti ta' livell għoli ta 'tensjoni fuq ix-xafra, il-punt ta' stress massimu huwa fuq in-naħa ta 'wara tax-xafra, u l-punt ta' stress ogħla huwa ħdejn il-wiċċ tat-tarf tat-tarf u t-tarf tad-daħla tal-baċin tax-xafra ġenb. Il-postijiet ta 'stress għoli korrispondenti huma murija fit-Tabella 4. L-għeja tax-xafra I toriġina mill-wiċċ ta' wara tax-xafra, u ż-żona tas-sors hija madwar 15 mm mit-tarf tal-ponta tax-xafra u 20 mm mit-tarf tad-daħla, li bażikament hija konsistenti bil-pożizzjoni taż-żona massima tal-istress C tax-xafra.
2. Analiżi u diskussjoni
L-analiżi tal-ksur turi li l-karatteristiċi tax-xquq tax-xafra I jikkonformaw mal-karatteristiċi tal-għeja taċ-ċiklu għoli, u n-numru ta 'ċikli tax-xogħol jilħaq 1.87 × 10 ^ 7 darbiet. Ix-xfafar ittrattati bil-proċess ta 'FHT (trattament tas-sħana) jistgħu jissodisfaw ir-rekwiżiti tat-test ta' 3 × 10 ^ 7 darbiet; Madankollu, ix-xfafar ittrattati b'FHT + HIP (ippressar iżostatiku sħun) miksura wara biss 3 × 10 ^ 6 ċikli, u l-proprjetajiet tal-plastiċità u l-għeja tagħhom naqsu b'mod sinifikanti.
Leaf II hija ttrattata bil-proċess FHT biex tifforma struttura ta 'basket nett, u l-fażi acicular hija mqassma fil-qamħ, li ttejjeb il-proprjetajiet tas-saħħa u l-għeja tal-materjal. Min-naħa l-oħra, wara t-trattament FHT + HIP, il-qamħ tax-xafra I tikber b'mod sinifikanti, u l-fażi sekondarja titqassam kontinwament fil-konfini tal-qamħ ta ' , li jwassal biex ix-xquq jinfirex faċilment tul il-konfini tal-qamħ, u b'hekk titnaqqas ir-reżistenza għall-għeja.
L-analiżi tal-element finit turi li l-punt massimu tal-istress tax-xafra jinsab fuq in-naħa ta 'wara tax-xafra, li hija konsistenti mal-pożizzjoni tar-reġjun tas-sors tal-qasma I tax-xafra. Dan jindika li r-reġjun tal-istress massimu huwa l-aktar post probabbli li jseħħu xquq tal-għeja. Għax-xafra I trattat HIP, minħabba t-tkabbir tal-qamħ u l-eżistenza ta 'fażi kontinwa, dan ir-reġjun huwa aktar suxxettibbli għal qsim bikri tal-għeja.
Ir-riżultati juru li l-forġa sekondarja tal-liga tat-titanju wara t-trattament tat-tixjiħ tista 'tippromwovi l-spherodization tal-fażi tal-labra u tifforma struttura ekwiaaxial ta' stat ta 'tranżizzjoni fina. Għalkemm it-toughness tal-ksur ta 'din l-istruttura hija kemmxejn inqas minn dik tal-istruttura tal-basket nett, tista' tkun aktar adattata għall-forġa integrali taċ-ċirku tax-xafra. Għalhekk, huwa rakkomandat li tiġi aġġustata s-sekwenza tal-ipproċessar u tiġi implimentata l-forġa sekondarja wara l-ippressar iżostatiku sħun biex tiġi evitata l-formazzjoni tal-konfini tal-qamħ ta 'fażi kontinwa avversa u tittejjeb il-prestazzjoni ġenerali tax-xafra.
3. Konklużjonijiet u Suġġerimenti
1) Wara t-trattament FHT + HIP, il-proprjetà tax-xquq tax-xafra annulari integrali hija għeja ta 'ċiklu għoli, u x-xquq tal-għeja joriġina miż-żona ta' stress massimu fuq il-wiċċ ta 'wara tax-xafra.
2) Wara t-trattament HIP, hemm film kontinwu b'konfini tal-qamħ dritta, li jnaqqas b'mod sinifikanti r-reżistenza għall-għeja u jwassal għal bidu prematur ta 'xquq tal-għeja.
3) Huwa rrakkomandat li jitwettaq trattament sekondarju tal-forġa wara l-proċess tal-ippressar iżostatiku sħun biex tinkiseb struttura spheroidized tal-istat ta 'tranżizzjoni fina biex jiġi evitat l-effett negattiv tal-konfini tal-qamħ tal-fażi kontinwa fuq il-prestazzjoni.
