Nima uchun aerokosmik qismlar issiqlik bilan ishlov berish uchun ayniqsa qattiq talablarga ega?

1. Ekstremal ish sharoitlari materiallarning qanchalik yaxshi ishlashi chegaralarini sinab ko'radi.
Issiqlik bilan ishlov berish texnikasi bir vaqtning o'zida aerokosmik qismlarning ko'plab raqobatbardosh ishlash ehtiyojlarini qondirishda qiynaladi.
Yuqori harorat kuchi va emirilish qarshiligi: Turbina pichoqlari 1300 daraja yuqori haroratda mustahkam turishi kerak. Issiqlik bilan ishlov berish qattiq eritma va qarish bilan ishlov berish orqali "fazali yog'ingarchilikni kuchaytirishi" kerak. Bu nikelga asoslangan yuqori haroratli qotishmalarning emirilish natijasida sinishidan oldin-uch baravar ko'proq vaqt xizmat qilishi mumkin. Misol uchun, ma'lum bir turdagi samolyot dvigatelining pichog'ining yuqori{6}}haroratga chidamliligi yo'naltirilgan qattiqlashuv va issiqlik bilan ishlov berishdan so'ng 400MPa dan 650MPa gacha ko'tarildi.
Oqim kuchini 150MPa dan 350MPa gacha ko'tarish va zichlikni po'latdan atigi uchdan birida ushlab turish uchun alyuminiy qotishma korpusining konstruktiv qismlari T6 termik ishlovdan o'tishi kerak (qattiq eritma va sun'iy qarish). 7075 alyuminiy qotishmasi issiqlik bilan ishlov berishdan keyin 200MPa/sm³ (g/sm³) o'ziga xos quvvatga ega. Shuning uchun u aviatsiya sanoatida ishlatiladigan eng keng tarqalgan alyuminiy qotishmasi hisoblanadi.
Qo'nish moslamasi yukning 10 ⁷ aylanishiga bardosh bera olishi kerak va issiqlik bilan ishlov berish jarayoni beynit izotermik söndürme orqali pastroq beynit + martensit ikki fazali strukturani yaratishi kerak. Bu 40CrNi2MoA po'latning charchoq chegarasini 450MPa dan 650MPa gacha oshiradi. Isitilgandan so'ng, ma'lum turdagi samolyot qo'nish moslamasining sinishi tarqalish tezligi simulyatsiya qilingan xizmat ko'rsatish sharoitida 60% ga kamaydi.
2. Jarayonni boshqarish, ayniqsa, murakkab tuzilmalar bilan qiyinroq.
Aerokosmik komponentlarning murakkab geometrik xususiyatlari issiqlik bilan ishlov berishning izchilligiga sezilarli to'siq bo'ladi:
Yupqa{0}}devorli konstruksiyalarning deformatsiyasini nazorat qilish: Dvigatelning yonish kameralaridagi yupqa-devorli qismlar (devor qalinligi 0,5 dan 2 mm gacha) söndürme paytida burishadi, chunki ular turli tezliklarda soviydi. Vakuumli yuqori bosimli gazni o'chirish texnologiyasi nozik{8}}devorli qismlarni haddan tashqari egilmasligi uchun azot bosimini (2–6 bar) ehtiyotkorlik bilan boshqaradi, bu aniq yig'ish uchun zarur bo'lgan 0,3% dan 0,05% gacha.
Muayyan turdagi aviatsiya dvigatelining turbinali diskining diametri 800 mm va qalinligi 200 mm. Bu shuni anglatadiki, isitish barcha hududlarda bir xil. Oddiy havo o'chog'i bilan qizdirilganda, yadro va sirt o'rtasidagi harorat farqi 150 daraja Selsiy bo'lishi mumkin. Ko'p zonali haroratni nazorat qiluvchi vakuumli pechga o'tgandan so'ng harorat bir xilligi ± 5 daraja ichida saqlanadi. Bu notekis tashkilot tufayli erta muvaffaqiyatsizlikni to'xtatishdir.
Ichki bo'shliqda oqim kanallarini qayta ishlash qiyin: butun pichoq diskining ichki bo'shlig'ini sovutish oqimi kanali atigi 2-3 mm kengligida, shuning uchun oddiy issiqlik bilan ishlov berish bilan bir xil tashkilotni olish qiyin. Induksion isitish va buzadigan amallar bilan söndürme usullaridan foydalangan holda, oqim kanalining yuzasi va yadrosi o'rtasidagi qattiqlikdagi farq 15HRC dan 5HRC gacha tushirildi. Bu oqim kanalini termal charchoqqa nisbatan ancha chidamli qildi.
3. Sifatni kuzatish bo'yicha talablarga butun hayot aylanishi davomida rioya qilish kerak.
Aerokosmik sanoati issiqlik bilan ishlov berish sifatini tekshirish uchun to'liq-yopiq tizimni o'rnatdi:
Jarayonlar ma'lumotlar bazasini qo'llab-quvvatlash: Bir aviatsiya ishlab chiqaruvchi kompaniya 2000 dan ortiq turdagi materiallarni o'z ichiga olgan issiqlik bilan ishlov berish jarayoni ma'lumotlar bazasini yaratdi. Har bir jarayon to'g'ri parametrlarni chaqirishi kerak. TC4 titanium qotishmasining beta fazaga o'tish harorati 980 ± 5 daraja. Ma'lumotlar bazasi haddan tashqari kuyish yoki mikro tuzilmaning qo'pollashishini oldini olish uchun qattiq eritma haroratini 975 dan 985 darajagacha aniq saqlaydi.
To'liq jarayon rekordini kuzatish: 30 dan ortiq narsalarni issiqlik bilan ishlov berish jarayonida kamida 15 yil davomida yozib olish va saqlash kerak. Bularga isitish egri chizig'i, sovutish tezligi va vakuum darajasi kiradi. Besh yillik foydalanishdan so'ng, raketa dvigatelining ma'lum bir turi sindirishni boshladi. Issiqlik bilan ishlov berish yozuvlarini ko'rib chiqqach, söndürme muhitining kontsentratsiyasining og'ishi 0,5% ga teng ekanligi aniqlandi. Bu nihoyat yorilishning asosiy sababi ekanligi aniqlandi.
Buzuvchisiz sinov-kerak: Barcha muhim qismlar 100% ultratovush toʻlqinlari yordamida, tubi tekis teshiklar uchun 0,2 mm gacha sezgirlik bilan tekshirilishi kerak. Isitishdan so'ng, bosqichma-bosqich ultratovush tekshiruvi ma'lum bir aviatsiya podshipnikining don chegarasida 0,1 mm mikro yoriqni aniqladi. Jiddiy baxtsiz hodisalarning oldini olish uchun qayta ishlash o'z vaqtida amalga oshirildi.
4. Sanoatning o'ziga xos ehtiyojlari-texnologiyani doimiy ravishda takomillashtirishga turtki bo'ladi.
Aerokosmik sanoat "uchta yuqori va bitta past" yo'nalishi bo'yicha issiqlik bilan ishlov berish texnologiyalarini rivojlantirishga intilmoqda:
Yuqori vakuumli muhit: Titanium qotishmasi 600 darajadan yuqori haroratlarda kislorod bilan osongina reaksiyaga kirishadi. Vakuumli issiqlik bilan ishlov berish kislorod darajasini 10 ppm dan past darajada ushlab turishi mumkin, bu esa TC11 titanium qotishmasini charchoqqa qarshi 25% kuchliroq qiladi. Vakuumli issiqlik bilan ishlov berish orbitada ma'lum turdagi sun'iy yo'ldosh braketining ishlash muddatini 5 yildan 8 yilgacha oshirdi.
Juda aniq haroratni nazorat qilish: Maxsus turdagi aviatsiya dvigatelining bitta kristalli pichoqni issiqlik bilan ishlov berish uchun harorat ± 1,5 daraja ichida qolishi kerak. Pichoqning dastlabki alfa fazasi tarkibining standart og'ishini 3% dan 0,5% gacha pasaytirish uchun infraqizil harorat monitoringi va yopiq halqa boshqaruv tizimi qo'llaniladi. Bu pichoqning yuqori{6}}harorat ish faoliyatini ancha barqaror qiladi.
Yuqori energiyali nurni qayta ishlash: Lazerli sirtni mustahkamlash texnologiyasi qismda 0,5 mm chuqurlikdagi qotib qolgan qatlamni yaratishi mumkin. Bu ma'lum turdagi vertolyot jihozlarining kontakt charchoq muddatini 10 ⁷ martadan 10 ⁸ martagacha oshiradi va uni 15% engillashtiradi.
Aviatsiya issiqlik bilan ishlov berish siyanidni o'z ichiga olgan söndürme vositalaridan butunlay xalos bo'ldi va polivinil spirtining (PVA) suvli eritmasiga o'tdi. Bu chiqindi suvning COD qiymatini 5000 mg / L dan 200 mg / L ga tushirdi, bu atrof-muhit qoidalariga mos keladi.