Gasroerblaaie: voorbereiding van rigtingsolidifisering

Die turbineblad is die kernkomponent van die warme einde van 'n gas-turbine, en die navorsing en vervaardiging daarvan is 'n belangrike weerspiegeling van die ontwikkelingskala en tegniese vlak van 'n land se nywerheid. Onlangse navorsingsvoortgang oor die voorbereidingstegnologie van gas-turbineblaaie word hersien. Gebaseer op die navorsing van die navorsingsgroep word die voortgang in die gebied van rigtingssolidifisering van gas-turbineblaaie bekendgestel, en die fokusrigting word voorgestel.

Rigtingssgewe solidifkasie-tegnologie verwys na 'n tegnologie wat tydens die solidifkasieproses deur geforseerde middels 'n temperatuursgradiënt in 'n sekere rigting vestig, sodat die solidifkasie langs 'n sekere rigting vorder. Tydens die solidifkasieproses van 'n metaal is daar 'n temperatuursgradiënt in 'n spesifieke rigting tussen die gestoldedeel en die ongesolideerde smelt, wat daartoe lei dat die metaal teenoor die hittegeleiding in die rigting solidifiseer. Deur rigtingsolidifkasie-tegnologie te gebruik, kan kolomvormige of enkelkristalle met spesifieke oriëntasie verkry word, en kan kolomvormige of enkelkristalle-blade voorberei word, en word hul prestasie beduidend verbeter.

In die laat 1960's het Versnyder en sy span rigtingssolidifiseringstegnologie toegepas op die produksie van superlegings, wat die korreloriëntasie van die solidifiseringsstruktuur beter beheer het, die dwarskorrelgrense verwyder het en die meganiese eienskappe van superlegings aansienlik verbeter het. Rigtingssolidifiseringstegnologie het na dekades van navorsing die eksotermiese poedermetode (EP), mag af (PD) metode, hoogsnelheidssolidifisering (HRS) metode en tradisionele tegnieke soos vloeibaar metaalkoeling (LMC) ontwikkel. Tans word die hoogsnelheidssolidifiseringmetode en vloeibaar metaalkoeling wydverspreid gebruik.

Die hoogsnelheidsolidifiseringsmetode is 'n metode om gietings in een rigting weg van die hoëtemperatuurgebied te laat beweeg om eenrigtingsolidifisering te bereik. Hierdie metode verbeter die probleem dat die temperatuurgradiënt tydens die solidifiseringsproses stadig afneem. Die beginsel van die hoogsnelheidsolidifiseringsmetode word in Figuur 1(a) getoon. 'n Adiabateskerm word by die onderkant van die kroon geplaas, en 'n opening liggies groter as die gieting word in die skerm gemaak. Die binneste van die kroon word verhit gehou. Tydens die solidifiseringsproses van die metaal word die skil stadig na benede getrek sodat die deel van die metaal wat aan die buite blootgestel word begin koel en solidifiseer, terwyl die vloeibare metaal binne die kroon steeds in 'n verhitte toestand bly, waardoor 'n akselele temperatuurgradiënt ontstaan. Die hoogsnelheidsolidifiseringsmetode het 'n hoë en stabiele temperatuurgradiënt en koelingsnelheid, en kan lang kolomvormige kristalle en fyn strukture verkry, wat die meganiese eienskappe van die gietings aansienlik verbeter, maar die temperatuurgradiënt van die metode is steeds ontoereikend, en gietingsdefekte soos sproete en onreinighede kan nog voorkom tydens die eenrigtingsolidifisering van dik en groot gietings.