شفرات التوربينات الغازية: إعداد التبلور الاتجاهي

شفرة التوربين هي المكون الأساسي لجزء الحرارة العالي في التوربين الغازي، وتطويرها وتصنيعها يعكس بشكل مهم حجم和技术 مستوى صناعة بلد ما. يتم استعراض التقدم البحثي الحديث في تقنية إعداد شفرات التوربين الغازي. بناءً على أبحاث المجموعة البحثية، يتم تقديم التقدم البحثي في مجال التصلب定向 لشفرات التوربين الغازي، ويتم اقتراح الاتجاه المحوري.

تكنولوجيا التبلور定向 تشير إلى تقنية تُنشئ فيها تدرجًا درجة الحرارة في اتجاه معين بطريقة قسرية أثناء عملية التبلور، مما يجعل التبلور ي procede في اتجاه معين. خلال عملية التبلور للمعدن، يوجد تدرج درجة حرارة في اتجاه محدد بين الجزء المتماسك والذوبان غير المتماسك، مما يؤدي إلى تبلور المعدن في الاتجاه المعاكس لنقل الحرارة. باستخدام تقنية التبلور定向، يمكن الحصول على بلورة عمودية أو بلورة واحدة ذات توجيه خاص، ويمكن إعداد شفرة بلورية أو بلورة واحدة، ويمكن تحسين أدائها بشكل كبير.

في أواخر ستينيات القرن الماضي، طبق فرسنيدر وزملاؤه تقنية التبلور定向 لإنتاج السبائك الفائقة، مما سيطر بشكل أفضل على توجه الحبيبات في البنية التبلورية، وأزال الحدود بين الحبيبات العرضية، وحسّن بشكل كبير الخصائص الميكانيكية للسبائك الفائقة. وبعد عقود من البحث، تم تطوير تقنية التبلور定向 مثل طريقة المسحوق الباذخ الحرارة (EP)، وطريقة خفض الطاقة (PD)، وطريقة التبلور السريع (HRS)، والتقنيات التقليدية مثل تبريد المعدن السائل (LMC). وفي الوقت الحالي، يتم استخدام طرق التبلور السريع وتبريد المعدن السائل على نطاق واسع.

طريقة التصلب السريع هي طريقة لجعل القوالب تتحرك في اتجاه واحد تدريجياً بعيداً عن المنطقة ذات درجة الحرارة العالية لتحقيق التصلب الأحادي الاتجاه. هذه الطريقة تحسن المشكلة التي تنخفض فيها درجة الميل الحراري تدريجياً أثناء عملية التصلب. مبدأ طريقة التصلب السريع موضح في الشكل 1(a). يتم وضع حاجز عازل للحرارة في قاع الفرن، ويتم فتح فم قليلاً أكبر من القالب على الحاجز. يُحتفظ بالداخل الدافئ داخل الفرن. أثناء عملية تصلب المعدن، يتم سحب القالب ببطء إلى الأسفل، مما يجعل جزء المعدن المكشوف خارجياً يبدأ بالتبريد والتصلب، بينما لا يزال المعدن المنصهر الموجود داخل الفرن في حالة تسخين، وبالتالي يتم إنشاء تدرج حراري محوري. توفر طريقة التصلب السريع درجة حرارة عالية ومستقرة ومعدل تبريد عالي، ويمكن الحصول على بلورات عمودية طويلة وبنية دقيقة، مما يحسن بشكل كبير الخصائص الميكانيكية للقوالب، ولكن تدرج الحرارة لهذه الطريقة لا يزال غير كافٍ، وما زالت عيوب القوالب مثل البقع والشوائب تحدث بسهولة أثناء التصلب定向 للقوالب الكبيرة والسميكة.