
2618 великі алюмінієві штампи
The energy and electricity industry is one of the most important sectors today as it powers our homes, businesses, and modern way of life. To keep up with the ever-increasing demand for energy, modern power systems require reliable and durable components. This is where large-scale aluminum alloy forgings come into play.Aluminum alloy forgings offer numerous advantages over other materials Зазвичай використовуються в галузі енергетики та електроенергії . Вони легкі, сильні, стійкі до корозії та мають відмінну теплопровідність . Ці властивості роблять їх ідеальними для широкого спектру додатків, включаючи лопатки турбіни, компоненти генератора та апаратне забезпечення лінії пропускання.}
1. Огляд матеріалу та виробничого процесу
2618 large aluminum alloy die forgings are specialized high-temperature aluminum alloy components designed to maintain excellent strength and fatigue performance at elevated temperatures (typically up to 250℃to 300℃, and even higher for short durations). Unlike conventional high-strength aluminum alloys (such as 7075 or 2024), 2618 belongs to the 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 продуктивність .
Первинні елементи легування:
Мідь (Cu): 1.8-2.7% (основний зміцнюючий елемент, формує al₂cu)
Магній (мг): 1.3-1.8% (синергетично зміцнюється з міддю і утворює фазу mg₂si)
Nickel (Ni): 0.8-1.4% (покращує міцність і стабільність високої температури, формує al₃ni тощо .)
Iron (Fe): 0.8-1.4% (покращує міцність і стабільність високої температури, формує Al₃fe тощо .)
Кремнію (SI): 0.10-0.30% (оптимізує відповідь на термічну обробку)
Базовий матеріал:
Алюміній (AL): баланс
Контрольовані домішки:
Цинк (Zn): 0,25% макс
Марганець (Mn): 0,10% макс
Титан (Ti): 0,10% макс
Хром (Cr): 0,10% макс
Інші елементи: 0,05% максимум кожен, 0,15% максимум
Процес виробництва (для великих штампів): Виробництво 2618 великих порядок для штампів надзвичайно чутливе до температури кування, кількості деформації та контролю процесу термічної обробки, спрямований на максимізацію його високотемпературної міцності та стабільності .}
Підготовка сировини та злитки великого розміру:
Високоякісні, низькозабруднені 2618 великогабаритні зливки обираються як заготовки для кування. Виробництво зливків потребує сучасних литейних технологій (таких як напівбезперервне лиття), щоб забезпечити рівномірну внутрішню структуру, відсутність макроскопічних дефектів та мінімальну сегрегацію. Особлива увага приділяється рівномірному розподілу Ni та Fe.
Злитки повинні пройти суворий аналіз хімічного складу та ультразвуку для забезпечення металургійної якості .
Мульти-прохідна попередня обробка (засмучує та малює):
Великі злитки, як правило, спочатку піддаються мультипасовій засмученні та підтяжці попереднього руху, щоб руйнувати грубі конструкції, вдосконалити зерна, усунути внутрішню пористість та сегрегацію та утворити рівномірну дрібнозернисту структуру з безперервним потоком зерна .
Попереднє призначення проводиться на великих гідравлічних або масляних пресах з точним контролем температури деформації та кількості .
Різання:
Заготовки точно скорочуються відповідно до попередньо встановлених розмірів та остаточних вимог до кування .
Нагрівання:
Large billets are uniformly and slowly heated in advanced large forging furnaces to ensure thorough heat penetration. The forging temperature range for 2618 is narrow and requires strict control (typically 430-470℃), avoiding overheating that could cause grain boundary melting, and ensuring effective distribution of Ni/Fe dispersoids.
Велике утворення кування:
Один або більше точних ударів/тисків застосовуються на 10, 000- тона або навіть десятки тисяч тонн великих гідравлічних пресів або кування молотків . конструкція штампу надзвичайно складна, використовуючи методи моделювання CA, щоб точно прогнозувати потоки металів, поля температури та стресові поля, передбачаючи лінії металів Формування .
Поетапне кування: Для надзвичайно складних або дуже великих частин кування може проводитися в декількох штампах і кроках, щоб поступово формувати кінцеву форму .
Обрізка:
Після кування, важкий спалах навколо периферії великої кування видаляється .
Термічна обробка:
Розчин термічна обробка: Велика кування нагрівається в точній контрольованій великій термічній печі до приблизно 530 градусів ± 5 градусів і утримується достатньо часу, щоб дозволити сперму елементів повністю розчинятись у твердому розчині . необхідний надзвичайно висока температура (.}}}
Гасіння: Швидке охолодження від розчинення температури . для великих пологів великі резервуари для гасіння зазвичай використовуються для гасіння теплої води (прибл. . 60-100 градусів) для зменшення напруги гасіння та ризику розтріскування, забезпечуючи при цьому достатнє зміцнення .}}}}
Лікування старіння:
T61 вдача: Це найбільш часто використовувана вдача для 2618, досягнута шляхом штучного старіння (як правило, при 190-200 ступеня для більш тривалого часу утримування, наприклад 10-20 годин) для досягнення зміцнення . Процес старіння вимагає точного контролю, щоб забезпечити стабільність осадів та оптимальних високохемперацій
Великий полегшення напруги на розтяг/стиснення (e . g ., T6151):
Після гасіння великі пошкодження, як правило, потребують полегшення стресу, використовуючи великі машини з притяганням або стисненням, щоб значно зменшити загартування залишкового напруги, мінімізувати спотворення обробки та покращити стабільність розмірів . Цей етап є особливо критичним для великих компонентів; Для високотемпературних частин обслуговування залишковий стрес може впливати на поведінку повзучості та термін експлуатації термічної втоми .
Закінчення та огляд:
Депутат, постріл Peing (покращує втому), розмірна перевірка, перевірка якості поверхні .
Нарешті, комплексне неруйнівне тестування (e . g ., ультразвукові, проникні, вихрові струми) та механічні тести на власність проводяться для того, щоб продукт відповідав найвищим аерокосмічним або відповідним галузевим характеристикам .}}}}
2. Механічні властивості 2618 великих штампів
2618 large die forgings in the T61 temper exhibit unique high-temperature strength, good room-temperature strength, and excellent fatigue performance, making them a preferred choice for high-temperature applications. Their performance indicators are usually strictly required by aerospace or special industrial standards, with guaranteed values distinguished for longitudinal (L), transverse (LT), and short-transverse (ST) Напрямки .
|
Тип власності |
T61 Типова цінність (температура кімнати) |
T61 Типове значення (250 градусів) |
Напрямок тестування |
Стандартний |
|
Кінцева міцність на розрив (UTS) |
430-470 MPA |
260-300 MPA |
L/lt/st |
ASTM B557 |
|
Міцність виходу (0,2% YS) |
380-420 MPA |
200-240 MPA |
L/lt/st |
ASTM B557 |
|
Подовження (2 дюйма) |
7-12% |
10-18% |
L/lt/st |
ASTM B557 |
|
Брінелл твердість |
135-150 HB |
N/A |
N/A |
ASTM E10 |
|
Сила втоми (10 ⁷ циклів) |
130-160 MPA |
100-120 MPA |
N/A |
ASTM E466 |
|
Міцність розриву повзучості (1000H, 250 градусів, 0,2% штам) |
100-120 MPA |
N/A |
N/A |
ASTM E139 |
|
Жистка перелому K1c |
20-26 mpa√m |
N/A |
N/A |
ASTM E399 |
|
Сила зсуву |
250-280 MPA |
N/A |
N/A |
ASTM B769 |
|
Модуль пружності |
72 GPA |
65 GPA |
N/A |
ASTM E111 |
Рівномірність власності та анізотропія:
Розмір і вага великих штампів роблять внутрішню механічну властивість рівномірністю, особливо щодо високотемпературної продуктивності ., однак, вдосконалені процеси кування та термічної обробки максимізують рівномірність властивостей .
Точне управління потоком зерна забезпечує оптимальну продуктивність у основних напрямках завантаження та покращує поперечні та короткі трансверні властивості, зменшуючи загальну анізотропію, особливо для високотемпературної продуктивності в критичних областях .
3. Мікроструктурні характеристики
Мікроструктура з 2618 великих потовиків-це основна гарантія його високої температури, стійкості до повзучості та втоми .
Ключові мікроструктурні особливості:
Вдосконалена, рівномірна та щільна зернова структура:
After upsetting and die forging with a large forging ratio, coarse as-cast grains are thoroughly broken down, forming fine, uniform, and dense recrystallized grains. This eliminates casting defects such as porosity, gas pockets, and segregation, significantly improving the material's ductility, toughness, and fatigue life.
Стабільні дисперсиїди, утворені елементами Ni та Fe (e . g ., al₃ni, al₉feni) ефективно прикладають межі зерна при високих температурах, інгібуючи ріст зерна та повзучі, підтримуючи таким чином тонкозерновне зміцнення .}}}
Постійний зерновий потік сильно відповідає формі частини:
Це найбільш значуща характеристика та перевага великих штампів ., оскільки метал пластонально тече всередині великої порожнини, його зерна витягнуті і утворюють безперервні лінії фіброзного потоку, які тісно відповідають складним зовнішнім і внутрішнім структурам частини .}}}}}}}
This grain flow alignment with the part's primary stress direction under actual operating conditions effectively transfers loads, significantly improving the part's fatigue performance, impact toughness, and high-temperature creep and thermal fatigue resistance in critical stress areas (e.g., large connection holes, corners, varying cross-sections). In large components, the control and continuity потоку зерна є вирішальними для загальної структурної цілісності .
Точний контроль та рівномірний розподіл фаз зміцнення (осад):
After strictly controlled solution heat treatment and aging, primary strengthening phases (e.g., Al₂Cu, S' phase Al₂CuMg, and stable intermetallic compounds formed by Ni/Fe) precipitate uniformly in the aluminum matrix with optimal size, morphology, and spacing.
Для великих 2618 пологів лікування старіння (температура Т61) має на меті утворити фази зміцнення з надзвичайно високою стабільністю при підвищених температурах, особливо багатих на інтерметалічні сполуки NI та Fe, які стійкі до грубих і розчинення, забезпечуючи тим самим довгострокові механічні властивості при високих температурах .}}
Висока металургійна чистота та низький рівень дефектів:
Великі пошкодження штампу є щільною внутрішньою структурою, вільною від дефектів лиття . за допомогою суворого контролю вмісту домішки сировини, утворення шкідливих багатих залізом або кремнієвими фазами зменшується, тим самим забезпечуючи тюстюку матеріалу, втоми, а також допуску допускання . великі підробки для аероспірій, як правило, неповновинуті, що не є низькими, і не доновіть, що не є низькими, що не є низькими. 100% ультразвукова перевірка для внутрішньої якості .
4. Розмірні специфікації та допуски
2618 великі алюмінієві сплави, як правило, застосовуються в полях із суворими вимогами до розмірної точності та геометричних допусків, і може досягти складної та майже мережі виробництва форми .
|
Параметр |
Типовий діапазон розмірів |
Аерокосмічна кування допуск (E . g ., AMS 2770) |
Точна обробка толерантності |
Метод випробування |
|
Максимальний розмір конверта |
500 - 3000 мм |
± 0,5% або ± 2 мм |
± 0.05 - ± 0,3 мм |
CMM/лазерне сканування |
|
Товщина стіни хв |
5 - 100 мм |
± 1,0 мм |
± 0.2 - ± 0,5 мм |
CMM/Датчик товщини |
|
Діапазон ваги |
20 - 500 кг |
±3% |
N/A |
Електронна шкала |
|
Шорсткість поверхні (підробка) |
Ra 12.5 - 50 мкм |
N/A |
Ra 1.6 - 6.3 мкм |
Профілометр |
|
Рівність |
N/A |
0,5 мм/100 мм |
0,1 мм/100 мм |
Квартильна датчик/CMM |
|
Перпендикулярність |
N/A |
0,3 градусів |
0,1 градус |
Кутовий датчик/cmm |
Можливість налаштування:
Великі пошкодження, як правило, високо налаштовані, виробляються на основі складних моделей CAD та інженерних креслень, наданих клієнтами .
Виробники повинні володіти сильними можливостями дизайну та виробництва, а також ультразвуковим обладнанням для кування та термічної обробки .}}
Повні послуги можна надати-від попередньої ручки сировини, кування, термообробка, полегшення стресу до шорсткої/обробки обробки .
5. Позначення температури та опції термічної обробки
Властивості 2618 сплаву сильно залежать від термічної обробки, особливо лікування старіння . для великих потовиків, рівномірність та глибина термічної обробки є ключовими проблемами .
|
Код температури |
Опис процесу |
Типові програми |
Ключові характеристики |
|
O |
Повністю відпалений, пом'якшений |
Проміжний стан перед подальшою обробкою |
Максимальна пластичність, найнижча міцність |
|
T61 |
Розчин тепло обробляється, потім штучно у віці |
Високотемпературні конструкційні компоненти, деталі двигуна |
Оптимальна високотемпературна міцність, хороша міцність у кімнаті, стійкість до втоми |
|
T6151 |
Розчин тепло обробляється, штучно віком, розтягнутий стрес |
Для зменшення залишкового напруги та спотворення обробки |
Оптимальна високотемпературна міцність, низький залишковий стрес |
Керівництво з вибору температури:
T61 вдача: Це стандартна і краща вдача для великих 2618 пологів, що забезпечує міцність, стійкість до повзучості та продуктивність теплової втоми, необхідні 2618 сплавом при високих температурах .
T6151 вдача: Для товстої або точної обробки великих потовиків вибір температури Т6151 може ефективно зменшити залишкове гасіння, тим самим мінімізуючи спотворення обробки та підвищення стабільності розмірності, що має вирішальне значення для підтримки точних придатності та зниження концентрацій стресу при високих температурах .}
6. Характеристики обробки та виготовлення
Обробка 2618 великих штампів, як правило, вимагає високоефективних ріжучих інструментів та оптимізованих процесів; його зварюваність погана .
|
Операція |
Матеріал інструментів |
Рекомендовані параметри |
Коментарі |
|
Обертання |
Карбід, PCD інструменти |
Vc =100-500 м/хв, f =0.1-1.0 мм/оберт |
Висока твердість, вимагає верстатів з високою жорсткою жорсткість, точність для обробки поверхні |
|
Фрезерування |
Карбід, PCD інструменти |
Vc =150-800 м/хв, fz =0.08-0.6 мм |
Високопродуктивні обробні центри, достатньо охолодження, багатосайзовий контроль |
|
Свердління |
Карбід, покритий HSS |
Vc =30-100 м/хв, f =0.05-0.25 мм/оберт |
Швердіння глибокого отвору, внутрішнє охолодження, евакуація мікросхем, суворий розмірний контроль |
|
Постукування |
HSS-E-PM |
Vc =5-20 м/хв |
Належне змащування, запобігає розриву нитки, пам’ятаючи про різання сил |
|
Зварювання |
Не рекомендується (зварювання злиття) |
Великі 2618 компонентів мають погану зварюваність, схильні до розтріскування та втрати міцності |
В першу чергу за допомогою механічного кріплення або зв'язування пайки/дифузії (конкретні програми) |
|
Залишкова стресова обробка |
Постгірне лікування попереднє розтягування/попереднє компресія, або полегшення вібраційного стресу, або поетапна обробка |
Запобігає обробці спотворень, забезпечує розмірну стабільність, особливо впливає на високотемпературну послугу |
Критичний аерокосмічний процес
|
Керівництво виготовлення:
Обробка: 2618 при температурі Т61 має високу твердість; Його обробка хороша, але чутлива до носіння інструментів . для великих компонентів, з великими обробками обробки, високою потужністю, висококваліфікованими машинами та достатньою мастилом охолодження .
Залишковий стрес: Великі порядок мають високий залишковий напруження після гасіння . Температура T6151 (включаючи полегшення напруги на розрив) може ефективно контролювати спотворення обробки, що має вирішальне значення для розміру стабільності та продуктивності повзучості високотемпературних компонентів . в точності обробки великих компонентів, мультипідміна, що займається стягненням, в тому числі, в тому числі, в тому числі, в тому числі, в тому числі, в тому числі, в тому числі, в тому числі, що має стягнення в діапазоні, що займається діючим стягненням використовується .
Зварюваність: Conventional fusion weldability of 2618 alloy is very poor, highly prone to hot cracking and severe loss of joint strength, and not suitable for structural welding. For connection applications, high-strength bolted connections or riveting are typically used, or in special cases, solid-state welding (such as Friction Stir Welding FSW) or brazing/diffusion bonding may be considered, with strict evaluation of their impact on Загальна продуктивність високої температури .
7. Системи стійкості та захисту корозії
Корозійна резистентність 2618 великих алюмінієвих сплавів, що сплав, є відносно загальною, особливо у вологому або хлоридному середовищі, що вимагає додаткового захисту .
|
Тип корозії |
T61 (типовий) |
Система захисту |
|
Атмосферна корозія |
Добрий |
Анодування, або не потрібно спеціального захисту |
|
Корозія морської води |
Помірний |
Анодування, високопродуктивні покриття, гальванічна ізоляція |
|
Стрес -розтріскування (SCC) |
Помірно чутливий |
Анодування, покриття, зменшення залишкового стресу |
|
Відлущування корозії |
Помірно чутливий |
Анодування, покриття |
|
Міжгранулярна корозія |
Помірно чутливий |
Контроль термічної обробки |
Стратегії захисту від корозії:
Сплав і вибір температури: Вміст міді 2618 сплаву робить його резистентність до корозії нижчою до сплавів серії 6xxx, але цей компроміс, як правило, приймається для досягнення високої температури .
Поверхнева обробка:
Анодування: Найпоширеніший та найефективніший метод захисту, утворюючи щільну оксидну плівку на поверхні кування, посилюючи корозію та зносостійкість . для великих компонентів, розмір анодізуючого резервуара та контролю процесу мають вирішальне значення .
Хімічні покриття: Служити хорошими праймерами для фарб або клеїв, забезпечуючи додатковий захист від корозії .
Високопродуктивні системи покриття: Багатошарові високоефективні антикорозійні покриття можуть застосовуватися в надзвичайно корозійних середовищах, особливо у високотемпературних зонах .
Гальванічне управління корозією: При контакті з несумісними металами, слід застосовувати суворі заходи ізоляції (e . g ., прокладки, ізоляційні покриття, герметики) для запобігання гальванічної корозії, що особливо важливо у великих складних структурах .
8. Фізичні властивості для інженерного дизайну
Фізичні властивості 2618 великих алюмінієвих сплавів-це ключові вхідні дані в конструкції високотемпературних структурних компонентів .
|
Майно |
Цінність |
Розгляд проектування |
|
Щільність |
2,76 г/см³ |
Легкий дизайн |
|
Діапазон плавлення |
530-630 ступінь |
Термічна обробка та зварювальне вікно |
|
Теплопровідність |
160 W/m·K |
Теплове управління, дизайн розсіювання тепла |
|
Електропровідність |
36% IACS |
Помірна електропровідність |
|
Конкретне тепло |
920 Дж/кг · K |
Розрахунки теплової маси та теплоємності |
|
Теплове розширення (CTE) |
22.8 ×10⁻⁶/K |
Зміни розмірів через зміни температури |
|
Модуль Янга |
72 GPA |
Розрахунки відхилення та жорсткості |
|
Співвідношення Пуассона |
0.33 |
Параметр структурного аналізу |
|
Демпфірування |
Низький |
Вібрація та контроль шуму |
Дизайнерські міркування:
Сила та стабільність високої температури: Утримання міцності 2618 у діапазоні температурного ступеня 200-300 значно перевершує інші сплави з алюмінієвими сплавами, що є його основною перевагою .
Відмінна втома та стійкість до повзучості: Процес кування в поєднанні з характеристиками сплаву робить його придатним для компонентів двигуна, що піддаються високотемпературним циклічним навантаженням .
Кінцеве співвідношення сили до ваги (при високій температурі): Забезпечує відмінне співвідношення сили до ваги у високотемпературних середовищах, ідеально підходить для досягнення зниження ваги та покращення співвідношення тяги до ваги в аеро-венериках .
Інтеграція великих складних форм: Велика кування на штамп може виробляти складні геометрії, що майже у формі мережі, інтеграція декількох функцій, зменшення кількості частин та витрат на збірку, що має вирішальне значення для складних структур Aero-Engines .
Залишкове контроль стресу: Контроль залишкового стресу у великих пологах є ключовим фокусом у проектуванні та обробці, що впливає на розмірність та високотемпературну поведінку повзучості .}
Обмеження дизайну:
Висока вартість: Вартість сировини, вартість розвитку штампу, інвестиції в кування обладнання та точні витрати на обробку - це надзвичайно висока, обмежуючи його широке застосування .
Довгий виробничий цикл: Дизайн та виготовлення штампів для складних великих потовиків, а також циклів кування та термічної обробки є тривалими, що вимагають точного планування виробництва .
Погана зварюваність: Традиційні методи зварювання синтезу, як правило, не використовуються для 2618 великих навантажувальних конструкцій .
Сила нижньої кімнати температури, ніж серія 7xxx: Його міцність температури в приміщенні не така висока, як ультра-сильні сплави, як 7075, але його перевага стає значною при високих температурах .
Економічні та стійкі міркування:
Високоцінні програми: Великі 2618 пологів використовуються в основному в стратегічних аерокосмічних полях з надзвичайно високими вимогами до продуктивності, надійності та безпеки, де їхня висока вартість компенсується значними покращеннями продуктивності та маржами безпеки, які вони забезпечують .
Ефективність використання матеріалів: Просунута технологія кування на майже мережу та точна обробка можуть мінімізувати матеріальні відходи, хоча для великих частин обробка обробки все ще може бути суттєвою .
Екологічна доброзичливість: Алюмінієві сплави мають високу переробку, вирівнюючи з принципами зеленої виробничої та кругової економіки .
Посилена безпека: Вищі високотемпературні продуктивність пологів безпосередньо підвищують безпеку критичного обладнання, як аеро-ефір, що є найвищим проявом їх значення .
Популярні Мітки: 2618 великі алюмінієві порядок для штампу, Китай 2618 Великі виробники алюмінієвих штампів, постачальники, фабрика
Послати повідомлення







