Auala e Fai ai le Cobalt Alloy mo Afi Turbo
O u'amea fa'avae i luga o le Cobalt ua lauiloa lautele o ni mea e maualuga le fa'atinoga mo vaega o le turbocharger—o turbocharger ta'avale ma turbine kesi—ona o lo latou tete'e atu i le vevela maualuga, fa'ama'a'aina, 'ele vevela, ma le ofuina. I siosiomaga turbocharger, e tatau i meafaitino ona fa'atumauina le malosi i le vevela maualuga, tete'e atu i ta'amilosaga fa'amālūlūina faifai pea, ma tumau le mautu o le fausaga laiti ina ia tete'e atu ai i le māvaevae po'o le fa'aleagaina.
Peita'i, o le fatuina o ni cobalt alloys mo fa'aoga o masini turbo e aofia ai le sili atu nai lo le na o le "fa'afefiloi" o le cobalt ma isi elemene. O le faiga e aofia ai le mamanuina o le tu'ufa'atasiga, puleaina o le mama, metotia sa'o o le fa'a'ele'eleina, metotia o le fa'apala po'o le fausiaina, togafitiga fa'avevela, ma le su'eina o le lelei. O lenei tusiga o lo'o talanoaina ai la'asaga autu ma mataupu fa'avae e aofia ai i le fatuina o ni cobalt alloys e talafeagai mo vaega o masini turbo, fa'atasi ai ma se auala fa'apitoa ae faigofie ona maua.
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1. Ia malamalama i mea e manaʻomia mo se afi turbo
A'o le'i mamanuina se u'amea fa'afefiloi, fuafua mana'oga fa'atino o vaega o le turbocharger e fa'amoemoeina, e pei o le uili o le turbine, le vane ta'iala o le nozzle, le fale, po'o vaega o le frictional. E masani lava, o u'amea fa'afefiloi cobalt e filifilia ona:
1. Malosi vevela: e le vave fa'amalūlūina i le vevela maualuga o le fa'agaioiga.
2. Tete'e i le 'okesaita: e lē faigofie ona fausia se pa'u maaleale e fa'avave ai le fa'aleagaina.
3. Tete'e atu i le 'ele i le vevela: e taua pe a iai ni mea leaga mai le sulfur, masima, po'o toega o le suau'u.
4. Tete'e i le ofuina: i vaega e a'afia i le soloia o fasi mea po'o le pa'i atu i le fe'ese'esea'iga.
5. Mausali o le fausaga laiti: fa'aitiitia ai le lamatiaga o māvaevaega ona o le vevela ma le vaivai.
I afi turbocharged, e mafai ona matuā maualuga tele le vevela, ma o suiga vave o le vevela e mafai ona mafua ai ni faʻalavelave faʻavevela. O le mea lea, e tatau ona mautu ma malolosi uʻamea faʻapipiʻi i le taʻamilosaga atoa o le faʻagaioiga.
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2. Fuafua le ituaiga o le cobalt alloy: aiga “Co–Cr–W” poʻo le “Co–Ni–Cr”
I le alamanuia, e masani ona faasino atu le cobalt alloys i aiga e pei o le Stellite (e masani lava o le Co–Cr–W–C) poʻo le Co–Ni–Cr fesuiaiga e paleni ai le teteʻe atu i le ele ma le malosi.
– Chromium (Cr): fa'ateleina le tete'e atu i le fa'a'okesaita ma le 'ele i le vevela maualuga aua e fesoasoani e fausia ai se vaega puipuia o le oxide.
– Tungsten (W) / Molybdenum (Mo): fa'ateleina le malosi i le vevela maualuga ma le tete'e atu i le ofuina, ma fa'amalosia ai vaila'au mautu.
– Kaponi (C): e fausia ai karbida (e.g. M\_7C\_3, M\_23C\_6) lea e faʻateleina ai le teteʻe atu i le ofuina, ae afai e tele naua e mafai ona faʻagesegese ai le mea.
– Nickel (Ni): fa'ateleina ai le malosi ma le faigofie ona galue, e masani ona fa'aaogaina e fa'apaleni ai meatotino fa'amekanika.
– U'amea (Fe): e mafai ona foliga mai o se mea leaga po'o se elemene fa'afefiloi taugofie, ae o le maualuga tele e mafai ona fa'aitiitia ai le fa'atinoga o le vevela maualuga.
Mo fa'aoga e matuā vevela tele i le turbocharged, o tu'ufa'atasiga e masani ona mamanuina ma le pulea lelei o elemene e faigofie ona mafua ai le vavae'eseina pe fa'aitiitia ai le tete'e atu i le oxidation. I le fa'aopoopoga i le tu'ufa'atasiga, e taua tele fo'i le mama: e tatau ona pulea le sulfur, phosphorus, oxygen, ma le nitrogen aua e mafai ona mafua ai le fa'apipi'iina po'o le maaleale o le tuaoi o fatu.
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3. Sauniuniga o mea mata ma le puleaina o le mama
O le laasaga muamua e masani ona fuafua ai le lelei mulimuli o le filifilia lea o mea mata:
1. Cobalt mama (ingot po'o le cathode) o le fa'avae autū.
2. Ferrochrome po'o le chromium mama, fa'apea fo'i ma le W/Mo i le tulaga o u'amea po'o le master alloy.
3. E masani ona fa'aopoopoina le kaponi e ala i se u'amea fa'apitoa po'o se mea ua fuaina e pulea ai le aofa'i o le kaponi.
4. E mafai ona fa'aaoga mea e aveese ai le okesene (e pei o nisi elemene e fusifusia ai le okesene) e tusa ai ma le auala o le fa'agasologa.
E tatau ona fuaina lelei meafaitino uma e tusa ai ma le tuufaatasiga fa'amoemoeina. O le susu, ele, po'o le fa'aleagaina o le suau'u i meafaitino mata e mafai ona fa'ateleina ai kasa ma mea e aofia ai, lea o le a fa'aitiitia ai le tete'e atu i le vaivai o vaega o le turbo.
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4. Metotia fa'amalūlūina: fa'aosoina o le masini fa'asu'u po'o le ESR mo le maualuga o le tulaga lelei
Ona o le manaʻomia e le cobalt alloys mo turbochargers le tulaga maualuga, o le faiga o le faʻamaʻaina e masani ona faʻaaogaina ai tekinolosi e mafai ona pulea ai le kesi ma mea e aofia ai.
a) Fa'a'a'a'a o le Vacuum Induction Melting (VIM)
E fesoasoani le fa'aogaina o le fa'amalūlūina i le masini e fa'amama ai le ea:
– fa'aitiitia le okesene ma kasa ua liusuavai,
– fa'aitiitia le fa'aleagaina,
– e maua ai se tuufaatasiga e sili atu ona sa'o.
E fa'aopoopo malie le meafaitino i totonu o le ogaumu, fa'amalūlūina, ona fa'aopoopo lea o elemene fa'afefiloi i le fa'asologa ina ia latou fa'ata'ape'apeina atoa ma aua ne'i fa'amamago pe fa'a'ele'elea.
b) Toe Fa'a'eletise o le Slag (ESR) / Toe Fa'a'eletise o le Vacuum Arc (VAR)
Mo oloa taua, e masani ona mulimulita'i i ai le VIM ingots e le ESR po'o le VAR e:
– fa'aitiitia mea e le o ni u'amea,
- fa'aleleia le fausaga o le ingot,
– faʻaitiitia le faʻavaega.
E matuā aogā tele le ESR i le faʻaleleia atili o le mama o uʻamea, ae o le VAR e lauiloa mo uʻamea faʻatino maualuga e manaʻomia ai le tutusa lelei.
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5. Fa'apala ma le fausiaina: mai le ingot i le foliga o le vaega
A maeʻa ona liusuavai, ona faʻaputuina lea o le meafaitino i le foliga manaʻomia e ala i ni auala se tele:
a) Fa'apala sa'o (fa'apala tupe fa'afaigaluega)
E talafeagai mo ni fausaga faigata e pei o lau laiti o le turbine po o ni vaega e faigata ona mamanuina. O ona lelei:
- fa'amatalaga auiliili maualuga,
– fa'aitiitiga o le fa'amasima,
– lelei o le gaosiga.
Ae ui i lea, o le fa'a'ofuina e mana'omia ai le pulea lelei ina ia maualalo ai le porosity, shrinkage, ma le vavae'eseina.
b) Fa'apala po'o le galue vevela
Afai e fa'atagaina e vaega, e mafai e le forging ona maua ai:
– fausaga o fatu e sili atu ona mafiafia,
– meatotino sili atu ona lelei mo le vaivai,
– e maualalo le porosity nai lo le fa'a'ofu masani.
O nisi o u'amea fa'a'au'au cobalt e sili atu ona "faigata ona galue" nai lo u'amea fa'a'au'au masani, o lea e tatau ai ona sa'o lelei fa'asologa o le vevela o le galue ma le fua fa'atatau o le fa'aleagaina ina ia puipuia ai le māvaevaeina i le vevela.
c) Fa'a'ele'elega o le pauta / HIP (Hot Isostatic Pressing)
Mo manaʻoga maualuluga tele (e pei o le mafiafia e latalata i le 100% ma fausaga laiti), atonu e sili atu le faʻaaogaina o le pauta + HIP. E taugata lenei metotia, ae e faʻaitiitia ai le porosity i totonu ma faʻaleleia atili ai le tutusa o meatotino.
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6. Togafitiga i le vevela: fa'amautu le fausaga ma fa'aleleia atili meatotino
O le togafitiga fa'avevela o le cobalt alloys e fa'amoemoe e fa'atonutonu:
– tufatufaina atu o le carbide,
– tele o fatu,
– fa'alavelave fa'asolo,
– paleni o le malosi vs. le ma’a’a.
I se tulaga lautele, o laasaga e ono aofia ai:
1. Togafitiga o le vailaʻau e faʻataʻapeʻape ai nisi o vaega ma faʻapaleni le fausaga.
2. Fa'amatuaina e fausia ai ni fa'aputuga/carbides fa'atonutonu e fa'ateleina ai le malosi ma le ma'a'a.
3. Fa'aitiitia o le atuatuvale e fa'aitiitia ai le atuatuvale o totoe mai le fa'apala, fa'amekani, po'o le fa'agasologa o le uelo.
E tatau ona fuafua le vevela ma le taimi e faʻavae i luga o le tuʻufaʻatasiga patino, aua e eseese tali a uʻamea taʻitasi i togafitiga faʻavevela.
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7. Fa'a'ele'eleina, fa'auma ma ufiufi (filifiliga)
E masani ona faigata ona fa'a'ele'eleina le Cobalt alloys ona e malo, e faigofie ona fa'a'a'e, ma e tete'e atu i le vevela. O fuafuaga masani e aofia ai:
– fa'aaoga meafaigaluega talafeagai (carbide po'o se ituaiga fa'apitoa),
- pulea o le malulu ma le saoasaoa o le tipiina,
– fa'aitiitia le gatete.
Ina ia fa'ateleina le umi e fa'aaoga ai i siosiomaga e matua vevela lava, o nisi taimi e togafitia ai vaega turbo i ni ufiufi e tete'e atu i le oxidation/thermal (e pei o ufiufi e tete'e atu i le thermal barrier) po'o le hardfacing i ni vaega patino. O le fa'aogaina o le ufiufi e tatau ona mafaufau i le fetaui o le expansion coefficients ma le pipii e puipuia ai le maseesee i le taimi o le thermal cycle.
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8. Su'ega lelei: fa'amautinoa le talafeagai mo siosiomaga turbo
Talu ai ona e faʻagaoioia turbo i lalo o tulaga faigata, e le mafai ona faʻatamala i suʻega lelei. O suʻega masani e aofia ai:
– Su'esu'ega fa'akemikolo (OES/XRF) e fa'amautinoa ai le tu'ufa'atasiga sa'o.
– Su'ega o le fausaga laiti (metallographic) e siaki ai carbides, porosity, segregation, ma le tele o fatu.
– Su'ega o le ma'a'a ma le feliuliua'i i le vevela o le potu ma, pe a mana'omia, i le vevela maualuga.
– Su'ega o le totolo ma le vaivai mo fa'aoga fa'apitoa o turbine.
– NDT (Su'ega e lē Fa'aleagaina) e pei o le X-ray, ultrasonic, po'o le penetrant e iloa ai fa'aletonu i totonu/fogāeleele.
E manaʻomia e vaega o le turbo le maualuga o le tumau; e oʻo lava i ni faʻaletonu laiti e mafai ona avea ma māvaevae pe a tamoʻe i le saoasaoa maualuga.
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9. Faamaumauga o le saogalemu ma le tausisia o tulafono tau alamanuia
E manaʻomia le gauai atu i le K3 e Cobalt ma nisi o ona elemene faʻafefiloi:
– e mafai ona afaina le efuefu o le cobalt mai le oloina pe a mānavaina,
– faiga fa'a'ele'ele e maualuga le lamatiaga,
– e tatau ona pulea otaota ma otaota e tusa ai ma tulafono faatonutonu o le siosiomaga.
I se tulaga fa'apisinisi, o le gaosiga o 'au'amea fa'atasi mo vaega turbo e masani ona mulimulita'i i tulaga fa'atonuina o le lelei ma faiga fa'atonutonu (e pei o tulaga fa'atonuina o meafaitino, fa'agasologa NDT, numera o le vevela e mafai ona su'e ai), aua o le saogalemu ma le fa'atuatuaina o mea ia e sili ona taua.
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I'uga
O le gaosiga o le cobalt alloys mo masini turbo o se faiga e tu'ufa'atasia ai le mamanu fa'atulagaina ma le pulea lelei o le fa'agasologa o le u'amea. O la'asaga autū e aofia ai le fuafuaina o mana'oga o le fa'aoga, mamanu o le alloy (e masani lava ona fa'avae i le Co–Cr fa'atasi ai ma le fa'aopoopoina o le W/Mo, Ni, ma le C), fa'amalūlūina maualuga (VIM/ESR/VAR), fa'atulagaina e ala i le fa'a'ofuina sa'o/forging/HIP, togafitiga fa'avevela e fa'amautu ai le microstructure, ma su'ega mae'ae'a e fa'amautinoa ai ua sauni le meafaitino e tatalia le vevela ma avega mamafa.
Faatasi ai ma le auala sa'o, e mafai e le cobalt alloys ona maua ai se tuufaatasiga sili ona lelei o le vevela, oxidation, vest oxidation, ma le tete'e atu i le ofuina—ma avea ai ma filifiliga sili mo vaega turbo e mana'omia ai le fa'atuatuaina mo se taimi umi.
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Afai e te manaʻo ai, e mafai ona ou fatuina se faʻataʻitaʻiga e sili atu ona patino mo turbochargers taʻavale (vevela ma tulaga eseese) poʻo turbines kesi faʻapisinisi, e aofia ai faʻataʻitaʻiga o "faʻatonuga o le tuʻufaʻatasiga" o le uʻamea faʻafefiloi, le faagasologa sili ona talafeagai o le gaosiga, ma ituaiga suʻega fautuaina mo vaega taʻitasi.
