304 스테인리스강 캔은 중요한 이중 기능 장벽 역할을 합니다. TiAl-SiC 복합재의 열간 단조 중 화학적 격리와 기계적 보강을 모두 제공합니다. 주로 약 1250°C의 고온에서 심각한 산화를 방지하기 위해 재료를 기밀하게 밀봉하는 역할을 하며, 동시에 취성이 있는 매트릭스가 압축 하중 하에서 균열되는 것을 방지하는 측면 구속을 적용합니다.
취성이 있는 합금의 응력 상태를 변환하고 대기 노출을 차단함으로써 304 스테인리스강 캔은 처리 중에 파국적으로 실패할 수 있는 TiAl-SiC 복합재의 성공적인 변형을 가능하게 합니다.
물리적 격리 및 환경 제어
심각한 산화 방지
특히 1250°C의 높은 단조 온도에서 티타늄 매트릭스는 대기와 반응하기 쉽습니다.
304 스테인리스강 캔은 복합재를 외부 환경으로부터 효과적으로 분리합니다.
이 격리는 산소가 TiAl 매트릭스와 접촉하는 것을 방지하여 재료의 표면 특성을 저하시킬 취성 산화층의 형성을 막습니다.
재료 순도 유지
물리적 밀봉은 복합재의 화학적 조성이 가열 및 단조 주기 동안 변경되지 않도록 보장합니다.
로 분위기와 직접적인 접촉을 제거함으로써 캔은 매트릭스와 보강 계면의 무결성을 보존합니다.
기계적 지지 및 응력 관리
측면 구속 제공
TiAl-SiC 복합재는 본질적으로 취성이 있으며 표준 압축력 하에서 파손되기 쉽습니다.
유압 단조 중 스테인리스강 캔은 밀폐 용기 역할을 합니다.
측면 지지를 제공하여 재료의 외부 흐름을 제한하고 압력 하에서 복합재가 함께 유지되도록 합니다.
응력 상태 개선
캔 메커니즘은 공작물 전체의 응력 분포 방식을 근본적으로 변경합니다.
재료가 자유롭게 팽창하고 균열되는 것을 허용하는 대신, 캔은 구속된 변형 상태를 부과합니다.
이는 불균일한 변형이나 부품 주변부의 인장 응력으로 인한 균열 발생 가능성을 줄입니다.
거시적 무결성 보장
밀폐되지 않으면 취성이 있는 합금은 부서지거나 깊은 표면 균열이 발생할 가능성이 높습니다.
강철 재킷은 변형 과정 전체에서 부품의 거시적 무결성을 유지하도록 합니다.
이를 통해 복합재는 구조적 분해 없이 사용 가능한 부품으로 성형될 수 있습니다.
절충점 이해
처리 복잡성
보호에는 필수적이지만, 캔 사용은 제조 워크플로우에 추가 단계를 도입합니다.
캔은 빌렛에 맞도록 정밀한 치수로 제작되어야 하므로 단조 전에 신중한 준비가 필요합니다.
단조 후 제거
보호층은 최종 부품의 일부가 아니므로 제거해야 합니다.
단조 공정이 완료된 후, 304 스테인리스강 외피는 가공 또는 화학적 제거를 통해 완성된 TiAl-SiC 복합재를 드러내야 하므로 전체 사이클 시간이 늘어납니다.
단조 성공 극대화
TiAl-SiC 복합재로 작업할 때 최고 품질의 결과를 얻으려면 다음 주요 요소를 고려하십시오.
- 표면 품질이 주요 관심사인 경우: 캔의 기밀 밀봉을 사용하여 산소 유입을 완전히 차단하여 매트릭스가 심각한 산화 결함 없이 유지되도록 합니다.
- 구조적 무결성이 주요 관심사인 경우: 캔을 사용하여 충분한 측면 압력을 가하여 재료의 자연스러운 취성을 완화하고 변형 중 균열 전파를 방지합니다.
스테인리스강 캔의 적절한 적용은 취성이 있는 복합재를 견고한 단조 부품으로 변환하는 결정적인 요소입니다.
요약 표:
| 기능 범주 | 보호 메커니즘 | 주요 이점 |
|---|---|---|
| 환경 | 1250°C에서의 기밀 격리 | 심각한 산화 방지 및 재료 순도 유지 |
| 기계적 | 측면 구속 및 지지 | 취성 균열 방지 및 거시적 무결성 보장 |
| 구조적 | 응력 상태 수정 | 인장 응력을 구속된 변형으로 변환 |
| 운영 | 물리적 밀폐 | 취성 매트릭스의 성공적인 유압 단조 가능 |
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참고문헌
- Shiqiu Liu, Huijun Guo. Microstructure and High-Temperature Compressive Properties of a Core-Shell Structure Dual-MAX-Phases-Reinforced TiAl Matrix Composite. DOI: 10.3390/cryst15040363
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