2618 Forges de dépérisation en aluminium

2618 Les formes de dépérisation en alliage en aluminium en aluminium sont des composants en alliage en aluminium à haute température spécialisés conçus pour maintenir une excellente résistance et des performances de fatigue à des températures élevées (généralement jusqu'à 250 degrés à 300 degrés, et même plus élevées pour les durées courtes) . contrairement Al-Cu-Mg-Ni-Fe series, distinguished by its inclusion of nickel (Ni) and iron (Fe) elements. These elements form stable dispersoids at high temperatures, significantly enhancing the alloy's thermal stability and high-temperature mechanical properties. The manufacturing of large die forgings ensures material density, grain refinement, and continuous grain flow, characteristics crucial for components operating under demanding high-temperature and cyclic load conditions. 2618 large forgings are widely used in aerospace engine components (e.g., compressor blades, casings, pistons, piston pins), high-performance racing components, and other applications requiring a balance of lightweighting and high-temperature Performance .

Éléments d'alliage primaire:

Cuivre (cu): 1.8-2.7% (élément de renforcement principal, forme al₂cu)

Magnésium (Mg): 1.3-1.8% (renforce en synergie avec le cuivre et forme la phase Mg₂si)

Nickel (ni): 0.8-1.4% (améliore la résistance et la stabilité à haute température, formes al₃ni, etc .)

Iron (Fe): 0.8-1.4% (améliore la résistance et la stabilité à haute température, Forms Al₃fe, etc .)

Silicon (Si): 0.10-0.30% (optimise la réponse au traitement thermique)

Matériau de base:

Aluminium (AL): équilibre

Impuretés contrôlées:

Zinc (Zn): 0,25% max

Manganèse (MN): 0,10% max

Titane (Ti): 0,10% max

Chrome (CR): 0,10% max

Autres éléments: 0,05% max chacun, 0,15% maximum

Processus de fabrication (pour les fortes de majeure partie): La production de 2618 gros redoutables est extrêmement sensible à la température de forge, à la quantité de déformation et à un contrôle de processus de traitement thermique, visant à maximiser sa résistance et sa stabilité à haute température .

Préparation des matières premières et lingots de grande taille:

Les lingots de grande taille de grande imputation 2618 de grande taille sont sélectionnés comme des billettes . de la production de lingots nécessitent des techniques de coulée avancées (telles que des défauts semi-continues) pour assurer une structure interne uniforme, l'absence de défauts macroscopiques et une séparation minimale . est accordée à la distribution uniforme de Ni et {7}

Les lingots doivent subir une analyse de composition chimique stricte et une inspection à ultrasons pour assurer la qualité métallurgique .

Multi-pass pré-forgeant (bouleversant et dessin):

Les gros lingots subissent généralement d'abord un bouleversement multi-passes et des dessins pré-forgeant pour décomposer les structures grossières, affiner les grains, éliminer la porosité et la ségrégation internes, et former une structure uniforme et à grain fin avec un flux de grains continu .

La pré-forge est réalisée sur de grandes presses hydrauliques ou d'huile, avec un contrôle précis de la température et de la quantité de déformation .

Coupe:

Les billets sont précisément coupés en fonction des dimensions pré-forgées et des exigences de forge final .

Chauffage:

Les grandes billettes sont chauffées uniformément et lentement dans de grands fours de forgeage avancés pour assurer une pénétration de chaleur complète . La plage de température de forgeage pour 2618 est étroite et nécessite un contrôle strict (généralement 430-470 degré), évitant les surchauffeurs qui pourraient provoquer la fusion des limites des grains, et assurer une distribution efficace des dispersoïdes NI / Fe .

Grande formation de forge:

Une ou plusieurs frappes / pressions précises sont appliquées sur 10, 000-} ou même des dizaines de milliers de tonnes de grandes presses hydrauliques ou forger des marteaux . la conception de la matrice est extrêmement complexe, en utilisant des techniques de simulation CAE pour prédire précisément le débit métal façonner .

Forgeage pas à pas: Pour des pièces extrêmement complexes ou très grandes, le forgeage peut être effectué en plusieurs matrices et étapes pour former progressivement la forme finale .

Garniture:

Après le forgeage, le lourd flash autour de la périphérie du grand forge est supprimé .

Traitement thermique:

Traitement thermique de la solution: Le grand forgeage est chauffé dans un grand four à traitement thermique avec précision à environ 530 degrés ± 5 degrés et maintenu pendant suffisamment de temps pour permettre aux éléments d'alliage de se dissoudre pleinement dans la solution solide . une uniformité à température extrêmement élevée est nécessaire .

Éteinte: Refroidissement rapide à partir de la température de solution . Pour les fortes fortes, les grands réservoirs de trempe sont généralement utilisés pour la trempe de l'eau chaude (environ . 60-100 degré) pour réduire le stress de trempe et le risque de fissuration, tout en garantissant un renforcement suffisant .

Traitement du vieillissement:

T61: Il s'agit du tempérament le plus couramment utilisé pour 2618, atteint par le biais d'un vieillissement artificiel (généralement à 190-200} pour un temps de maintien plus long, tel que 10-20}) pour assurer le renforcement . Le processus de vieillissement nécessite un contrôle précis pour la stabilité des précipitations et des performances optimales à haute température .

Grand soulagement de la contrainte de traction / compression (e . g ., t6151):

Après extinction, les fortes fortes nécessitent généralement un soulagement de la contrainte à l'aide de grandes machines de traction ou de compression pour réduire considérablement la contrainte résiduelle de l'extinction, minimiser la distorsion d'usinage et améliorer la stabilité dimensionnelle . Cette étape est particulièrement critique pour les grandes composants; Pour les pièces de service à haute température, le stress résiduel peut affecter le comportement de fluage et la durée de vie de la fatigue thermique .

Finition et inspection:

Débourrage, coup de tir (améliore les performances de la fatigue), inspection dimensionnelle, vérification de la qualité de surface .

Enfin, des tests non destructifs complets (E . G ., des tests de propriété ultrasoniques, pénétrants, de Foucault) et des biens mécaniques sont effectués pour garantir que le produit rencontre les spécifications de l'industrie aérospatiale ou pertinentes les plus élevées .

2618 Les forces de dépérisation de gros décoches dans le tempérament T61 présentent une résistance unique à haute température, une bonne résistance à la température ambiante et d'excellentes performances de fatigue, ce qui en fait un choix préféré pour les applications à haute température . leurs indicateurs de performance sont généralement strictement requis par l'aérospatiale ou les normes industrielles spéciales, avec des valeurs garanties éteincées (St) pour le longitudinal (L), Transverse (LT), et court-transversal (St) (ST) Directions .

Uniformité des biens et anisotropie:

La taille et le poids des fortes de gros dépérisation font de l'uniformité des propriétés mécaniques internes un défi, en particulier en ce qui concerne les performances à haute température . cependant, les processus avancés de forgeage et de traitement thermique maximisent l'uniformité des propriétés .

Le contrôle précis du débit de grains permet des performances optimales dans les principales directions de chargement et améliore les propriétés transversales et courtes transversales, réduisant l'anisotropie globale, en particulier pour les performances à haute température dans les zones critiques .

La microstructure de 2618 gros forgs est la garantie fondamentale de sa résistance à haute température, de sa résistance au fluage et de sa performance de fatigue .

Caractéristiques microstructurales clés:

Structure de grains raffinés, uniformes et denses:

Après avoir bouleversé et mis à mourir le forgeage avec un grand rapport de forgeage, les grains à mesure grossiers sont complètement décomposés, formant des grains recristallisés fins, uniformes et denses ., cela élimine les défauts de coulée tels que la porosité,

Dispersoïdes stables formés par des éléments Ni et Fe (e . g ., al₃ni, al₉feni) épingle efficacement les limites des grains à des températures élevées, inhibant la croissance et le fluage des grains, maintenant ainsi le renforcement des grains fins .

Flux de grains continu très conforme à la forme de partie:

Il s'agit de la caractéristique et de l'avantage les plus significatifs des grands pièces de rediffusion de la matrice . alors que le métal coule plastiquement dans la grande cavité de la matrice, ses grains sont allongés et forment des lignes d'écoulement fibreuses continues qui se conforment étroitement aux structures complexes et internes complexes de la partie .

Cet alignement du flux de grains avec la direction de contrainte primaire de la partie dans les conditions de fonctionnement réelles transfère efficacement les charges, améliorant considérablement la résistance à la fatigue de la fatigue de la pièce, la ténacité à l'impact et la résistance au fluage et à la fatigue thermique de la partie (E . g ., de grands trous de connexion, des compons, des compondes et des continents) {{}}. Le flux de grains est crucial pour l'intégrité structurelle globale .

Contrôle précis et distribution uniforme des phases de renforcement (précipités):

Après le traitement thermique et le vieillissement de la solution strictement contrôlée, les phases de renforcement primaires (E . g ., al₂cu, s 'phase al₂cumg et les composés intermétalliques stables formés par Ni / Fe) se précipitent uniformément dans la matrice en aluminium avec une taille optimale, la morphologie et les espèces {{2}

Pour les grands pièces forgées 2618, le traitement vieillissant (T61 Temper) vise à former des phases de renforcement avec une stabilité extrêmement élevée à des températures élevées, en particulier celles riches en composés intermétalliques Ni et Fe, qui sont résistants aux grossiers et à la dissolution, garantissant ainsi les propriétés mécaniques à long terme de l'alliage à des températures élevées .

Propre métallurgique élevée et faible taux de défauts:

Les forces de dépérisation de gros dépérisation ont une structure interne dense, exempte de défauts de coulée . grâce à un contrôle strict du contenu de l'impureté de matières premières, la formation de la dureté nocif riche en fer ou des dommages aux dommages . de fortes formes pour les applications aérospatiales nécessitant typique 100% d'inspection à ultrasons pour la qualité interne .

2618 Les formes de dépérisation en alliage en aluminium grand sont généralement appliquées dans des champs avec des exigences strictes pour une précision dimensionnelle et des tolérances géométriques, et peuvent atteindre la production de forme complexe et proche du réseau .

Capacité de personnalisation:

Les forts de la matrice sont généralement hautement personnalisés, produits sur la base de modèles CAO complexes et de dessins d'ingénierie fournis par les clients .

Les fabricants doivent posséder de fortes capacités de conception et de fabrication, ainsi que des équipements de forgeage et de traitement thermique ultra-large .

Des services complets peuvent être fournis, à partir de la matière première, pré-forgeant, forgeant, traitement thermique, soulagement du stress à l'usinage rugueux / fini .

Les propriétés de 2618 alliages dépendent fortement du traitement thermique, en particulier le traitement du vieillissement . pour les fortes fortes, l'uniformité et la profondeur du traitement thermique sont des défis clés .

Conseils de sélection de température:

T61: Il s'agit du tempérament standard et préféré pour les gros forgs 2618, fournissant la résistance, la résistance au fluage et les performances de fatigue thermique requises par l'alliage 2618 à des températures élevées .

Tempérament T6151: Pour les fortes grosses épaisses ou accumulées, le choix du tempérament T6151 peut réduire efficacement la contrainte résiduelle de l'extinction, minimisant ainsi la distorsion d'usinage et améliorant la stabilité dimensionnelle, ce qui est crucial pour maintenir des ajustements précis et réduire les concentrations de contraintes à des températures élevées .

L'usinage de 2618 gros redoutables nécessite généralement des outils de coupe hautes performances et des processus optimisés; sa soudabilité est mauvaise .

Guidage de fabrication:

Machinabilité: 2618 en T61 Le tempérament a une dureté élevée; Sa machinabilité est bonne mais sensible à l'usure des outils . pour les grands composants, avec de grandes allocations d'usinage, des machines-outils de haute puissance et de haute rigidité et une grande lubrification de refroidissement sont requises .

Stress résiduel: Les forces importantes ont une contrainte résiduelle élevée après extinction . Le tempérament T6151 (y compris le soulagement de la contrainte de traction) peut contrôler efficacement la distorsion de l'usinage, qui est cruciale pour la stabilité dimensionnelle et les performances de fluage des composants à haute température . dans l'usinage de prévisions de grandes composants, une stratégie d'usinage multiples, comprenant le soulagement de la rugue employé .

Soudabilité: La soudabilité de fusion conventionnelle de 2618 alliage est très médiocre, très sujette à la fissuration chaude et à une forte perte de résistance aux articulations, et ne convient pas au soudage structurel . pour les applications de connexion, les connexions boulonnées à haute résistance ou le rivetage sont généralement utilisés, ou dans des cas spéciaux, le soudage à l'état solide (tel que l'évolution de la fesse) ou le brazage / la diffusion est considérée Performances globales à haute température .

La résistance à la corrosion de 2618 forgées en alliage en aluminium 2618 en aluminium est relativement générale, en particulier dans les environnements humides ou chlorure, nécessitant une protection supplémentaire .

Stratégies de protection contre la corrosion:

Sélection d'alliages et de tempérament: La teneur en cuivre de 2618 alliage rend sa résistance à la corrosion inférieure aux alliages de la série 6xxx, mais ce compromis est généralement accepté pour atteindre des performances à haute température .

Traitement de surface:

Anodisation: La méthode de protection la plus courante et la plus efficace, formant un film d'oxyde dense sur la surface de forgeage, améliorant la résistance à la corrosion et à l'usure . pour les grandes composants, la taille du réservoir d'anodisation et le contrôle des processus sont cruciaux .

Revêtements de conversion chimique: Servir de bonnes amorces pour les peintures ou les adhésifs, offrant une protection supplémentaire de corrosion .

Systèmes de revêtement haute performance: Les revêtements anti-corrosion à haute performance multicouches peuvent être appliqués dans des environnements extrêmement corrosifs, en particulier dans les zones d'exposition à haute température .

Gestion de la corrosion galvanique: En contact avec des métaux incompatibles, des mesures d'isolement strictes (e . g ., joints, revêtements isolants, scellants) doivent être pris pour empêcher la corrosion galvanique, qui est particulièrement importante dans les grandes structures complexes ., ce qui est particulièrement important dans les grandes structures complexes .,

Les propriétés physiques de 2618 forts de dédale d'alliage en aluminium sont des données d'entrée clés dans la conception de composants structurels à haute température .

Considérations de conception:

Résistance et stabilité à haute température: La rétention de force de 2618 dans la plage de température de degré 200-300 est bien supérieure aux autres alliages d'aluminium communs, qui est son avantage central .

Excellentes performances de fatigue et résistance au fluage: Le processus de forgeage combiné avec les caractéristiques de l'alliage le rend adapté aux composants du moteur soumis à des charges cycliques à haute température .

Rapport de force / poids ultime (à des températures élevées): Fournit un excellent rapport force / poids dans des environnements à haute température, idéal pour atteindre la réduction du poids et améliorer le rapport poussée / poids dans les moteurs aérodynamiques .

Intégration de grandes formes complexes: Le forgeur important peut produire des géométries complexes en forme de réseau, intégrant plusieurs fonctions, réduisant le nombre de pièces et les coûts d'assemblage, ce qui est crucial pour les structures complexes des moteurs aérodynamiques .

Contrôle des contraintes résiduelles: Contrôle de la contrainte résiduelle dans les fortes formes est un objectif clé de la conception et du traitement, affectant la stabilité dimensionnelle et le comportement de fluage à haute température .

Limitations de conception:

Coût élevé: Le coût des matières premières, le coût de développement des matrices, l'investissement en équipement de forgeage et le coût d'usinage de précision sont tous extrêmement élevés, ce qui limite son application répandue .

Cycle de fabrication long: La conception et la fabrication de matrices pour les forces complexes, ainsi que les cycles de forgeage multi-pass et de traitement thermique, sont longs, nécessitant une planification de production précise .

Mauvaise soudabilité: Les méthodes traditionnelles de soudage de fusion ne sont généralement pas utilisées pour 2618 grandes structures de chargement .

Force à température ambiante inférieure que la série 7xxx: Sa résistance à la température ambiante n'est pas aussi élevée que les alliages ultra-hauts comme 7075, mais son avantage devient significatif à des températures élevées .

Considérations économiques et durables:

Applications de grande valeur: Les gros forgs 2618 sont principalement utilisés dans les champs aérospatiaux stratégiques avec des demandes extrêmement élevées de performance, de fiabilité et de sécurité, où leur coût élevé est compensé par les améliorations de performances et les marges de sécurité significatives qu'ils fournissent .

Efficacité d'utilisation des matériaux: La technologie de forgeage et l'usinage de précision avancées de la quais proche du réseau peuvent minimiser les déchets de matériaux, bien que pour les grandes pièces, l'allocation d'usinage peut toujours être substantielle .

Convivialité environnementale: Les alliages en aluminium sont très recyclables, s'alignent sur les principes de fabrication verte et d'économie circulaire .

Sécurité améliorée: Les performances supérieures à haute température des pièces forgées améliorent directement la sécurité de l'équipement critique comme les moteurs aérodynamiques, qui est la manifestation la plus élevée de leur valeur .

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