X'inhi l-Pressjoni Parzjali ta' l-Ossiġenu Sikura Massima (atm) f'Kutra tan-Nitroġenu 'l fuq minn Heater ta' Immersjoni tat-Titanju li Jopera fi 300 grad f'banju tal-melħ Ewtettiku biex jiġi evitat it-Tkabbir Aċċellerat tal-Każ Alpha-?
Ħalli messaġġ
Il-banju tal-melħ ewtektiku jitħaddem fi 300 grad u kutra tan-nitroġenu tipproteġi l-ħiters tal-immersjoni tat-titanju mill-ossidazzjoni. Iżda l-ossiġnu jista' joħroġ mill-kutra tan-nitroġenu għal ġol-wiċċ tat-titanju u jifforma saff tal-każ ta' ossiġnu-alfa-rikk. Is-saff irqiq huwa fraġli u jbaxxi kemm il-ħajja tal-għeja kif ukoll id-duttilità. Ir-rata tat-tkabbir tal-każ alfa-hija liġi parabolika, il-fond ikun proporzjonali għall-għerq kwadrat tal-pressjoni parzjali tal-ossiġnu darbiet il-ħin. L-ogħla pressjoni parzjali ta' ossiġnu sigura biex tipprevjeni t-tkabbir aċċellerat ta' alpha-każ, definit bħala inqas minn 10 µm ta' alpha-każ wara 10,000 siegħa ta' tħaddim, hija 0.001 atm (0.1% ossiġnu bil-volum). Fuq dan il-livell it-tkabbir tal-każ alpha-aċċellerat ħafna u jirriżulta f'fraġilità u falliment prematur.
Mekkaniżmu tal-Ossiġenu-Formazzjoni Indotta tal-Alfa-Każ fi 300 grad
Allura fi 300 grad ossiġnu interstizjalment jidħol fil-kannizzata tat-titanju u jistabbilizza l-fażi alfa. Is-saff tal-każ alpha-huwa iebes, ħafna drabi 300-500 HV vs. 180-220 HV għall-metall bażiku, u huwa essenzjalment mhux-duttili . It-tkabbir tal-każ alfa-isegwi l-ekwazzjoni d²=k_p × t, fejn d huwa l-fond tal-każ alfa-, k_p hija l-kostanti tar-rata parabolika, u t huwa l-perjodu. Il-kostanti tar-rata kp hija proporzjonali għall-għerq kwadru tal-pressjoni parzjali tal-ossiġnu. Għal ħinijiet ta 'servizz prattiku r-rata ta' żvilupp tal-każ alfa hija insinifikanti taħt ċertu pressjoni parzjali ta 'ossiġnu. Jekk ir-rata tat-tkabbir hija 'l fuq minn dan il-limitu jista' jkun sinifikanti u jista 'jikkawża t-fraġilità tat-tubu tat-tisħin b'ħitan irqaq fi żmien ftit xhur.
Dipendenza tal-Pressjoni Parzjali tal-Ossiġnu tat-Tkabbir Kwantitattiv tal-Każ Alpha-fi 300 grad
Il-fond tal-formazzjoni tal-każ alfa-għal titanju ta' Grad 2 ġie stabbilit permezz ta' ttestjar ikkontrollat f'kombinazzjonijiet ta' nitroġenu-ossiġenu fi 300 grad għal 10,000 siegħa. Fi pressjoni parzjali ta' ossiġnu ta' 0.0001 atm (0.01% ossiġnu), il-fond tal-każ alpha-huwa 2–5 µm u huwa minimu mingħajr ebda influwenza fuq il-proprjetajiet mekkaniċi. F'0.0005 atm (0.05% ossiġnu) il-fond huwa 5–10 µm u huwa aċċettabbli għal ħafna mill-applikazzjonijiet b'marġini ta' sigurtà. Il-limitu kritiku huwa 0.001 atm (0.1% ossiġnu) fejn il-fond tal-każ alfa-huwa 8-15 m wara 10,000 siegħa li huwa l-limitu massimu permissibbli. F'0.002 atm (0.2% ossiġnu) il-fond jiżdied għal 15–25 µm u tiġi osservata tnaqqis li jista' jitkejjel fid-duttilità. F'0.005 atm (0.5% ossiġnu) il-fond huwa 25-40 mm, b'fraġilità sostanzjali tidher. F'0.01 atm (1% ossiġnu) il-fond tal-każ alfa huwa 35–60 µm li jwassal għal qsim waqt iċ-ċikliżmu termali. Fl-arja tipika ta' 0.1 atm (10% ossiġnu) il-fond huwa akbar minn 100 µm wara 10,000 siegħa u jikkawża fraġilità sinifikanti.
L-Influwenza tat-Temperatura u t-Tul ta' Espożizzjoni fuq it-Tolleranza għall-Ossiġenu
Il-pressjoni parzjali sikura ta 'l-ossiġnu tinżel b'mod sinifikanti maż-żieda fit-temperatura. Wara 10,000 siegħa fi 300 grad u 0.001 atm O₂ il-fond tal-każ alpha-huwa 8-15 µm. F'350 grad bl-istess 0.001 atm O2 il-fond jiżdied għal 20–35 µm, li huwa ogħla mil-limitu permissibbli. Fond: 15-25 mm @ 300 grad u 0.002 atm O2, ukoll 'il fuq mil-limitu. F'250 grad u 0.005 atm O 2 il-fond wara 10,000 siegħa huwa biss 5-10 µm, li jindika li temperatura aktar baxxa tippermetti tolleranza ogħla għall-ossiġnu. Għal tul ta' espożizzjoni ta' inqas minn 10,000 siegħa, jistgħu jiġu tollerati livelli ta' ossiġnu ogħla minn 10,000 siegħa. Għal espożizzjoni ta' 1,000 siegħa fi 300oC il-pressjoni parzjali massima aċċettabbli tal-ossiġnu titla' għal 0.005 atm (0.5% ossiġnu) b'fond ta' alpha-case ta' 5-10 μm.
Gwida għall-Kontroll tal-Pressjoni Parzjali tal-Ossiġenu għal Kutri tan-Nitroġenu
It-tabella li ġejja tagħti rakkomandazzjonijiet għall-pressjoni parzjali massima permissibbli tal-ossiġnu f'kutri tan-nitroġenu fuq ħiters tal-immersjoni tat-titanju f'banjijiet tal-melħ ewtektiku f'300 C bħala funzjoni tal-ħajja tas-servizz mixtieqa u l-fond permissibbli tal-każ alpha-.
Ħajja ta' Servizz Mixtieqa (sigħat) Alpha-Profondità Massima Permissibbli tal-Każ (µm) Pressjoni Parzjali Massima Sikura tal-Ossiġenu (atm) Konċentrazzjoni Ekwivalenti tal-Ossiġenu (%) Purità tan-Nitroġenu Rakkomandata 5,000 10 0.002 0.2% 99.8% 10,000 10 0.001 0.1% 99.9%{9}% 99.9%{9}. 50,000 20 0.0002 0.02% 99.98% 100,000 25 0.0001 0.01% 99.99%
Inġinerija lil hinn mill-pressjoni parzjali tal-kontroll tal-ossiġnu
Il-grad tat-titanju jinfluwenza l-kinetika tal-formazzjoni tal-każ alfa{0}. Il-każ alpha-għall-Grad 7 huwa simili għall-Grad 2 fl-istess pressjoni parzjali ta 'ossiġnu minħabba l-effett żgħir tal-palladju fuq id-diffużjoni ta' l-ossiġnu. Il-ħxuna tal-ħajt toffri allowance materjali sabiex ħajt ta' 2.0 mm b'fond ta' alpha-case ta' 20 µm ikollu 1.98 mm ta' qalba duttili li hija aċċettabbli iżda ħajt ta' 1.0 mm bl-istess każ alfa- ikollu biss 0.98 mm ta' qalba duttili li jista' jkun marġinali. Il-kutra tan-nitroġenu għandha tiġi mmonitorjata kontinwament bl-użu ta 'analizzatur tal-ossiġnu b'allarm issettjat għal 0.05% ossiġnu (0.0005 atm) biex joffri buffer ta' sigurtà taħt il-limitu ta '0.1%. It-tkabbir tal-każ alfa-jista' wkoll jiġi affettwat mill-kimika tal-banju tal-melħ. L-impuritajiet tal-klorur fil-melħ jaċċelleraw it-tixrid tal-ossiġnu.
Speċifikazzjoni ta' Sentenza Informata
Ħajja ta 'servizz ta' 10,000-siegħa, heater ta 'immersjoni tat-titanju, 300 grad, banju tal-melħ ewtektiku, kutra tan-nitroġenu, speċifika pressjoni parzjali massima ta' ossiġnu ta '0.001 atm (0.1% ossiġnu). Monitoraġġ kontinwu tal-ossiġnu fil-kutra tan-nitroġenu b'allarm f'0.05% ossiġnu u interlock biex jintefa l-heater jekk l-ossiġnu jaqbeż 0.2%. Speċifika purità tan-nitroġenu minimu 99.9% b'punt tan-nida taħt -60 grad għan-nixfa. Għal ħajja ta 'servizz ta' aktar minn 20,000 siegħa speċifika 99.95% nitroġenu (0.05% O2) jew installa sistema getter ta 'ossiġnu. Meta tikkummissjona, iċċekkja l-livell ta 'ossiġnu fuq il-wiċċ tal-heater u mhux biss fid-dħul tal-provvista tal-gass, peress li l-arja tista' tnixxi mis-siġilli. Il-pressjoni parzjali ta 'l-ossiġnu hija kkontrollata għal inqas minn 0.001 atm sabiex tiġi evitata żieda fil-formazzjoni ta' alpha-case u fraġilità ta 'ħiters tat-titanju f'servizz tal-banju tal-melħ b'temperatura għolja.
