Metoda hlađenja tekućim metalom

Da bi se dalje poboljšao temperaturni gradijent u smjerenoj zrnljenju, istraživači su razvili metodu hlađenja tekućim metalom temeljem na brzom metodi hlađenja. Ova metoda koristi tekući metal za hlađenje odlivaka, odnosno izvučeni odlivci se namočuju u tekući metal s visokim toplinskim vodljivošću, visokim točkom ključanja i niskom točkom tijekanja (u glavnome se koristi Sn) (vidi sliku 1(b)) kako bi se povećao efekt hlađenja. Metoda hlađenja tekućim metalom može poboljšati brzinu hlađenja odlivaka i temperaturni gradijent na čvrsto-tekućoj granici do 200 K/cm, a može održavati stabilan temperaturni gradijent, tako da je kristalizacijski proces stabilan, što omogućuje značajno smanjenje međukrštne udaljenosti i smanjenje vjerojatnosti različitih zrnljenjskih defekata. Međutim, metoda hlađenja tekućim metalom ima neke ograničenja, kao što su: složena oprema koja je potrebna za ovu metodu, a nije jednostavna za praktičnu operaciju; Hlađajući sredstvo Sn je štetan element, a kada se odlivak namoči u metal s niskom točkom tijekanja kao što je Sn, tekući Sn lako pronikne i onesređuje odlivak. U zadnje vrijeme su ljudi optimirali postupak s aspekta pripreme ljuske i poboljšali nedostatke metode hlađenja tekućim metalom, što je primijenjeno za proizvodnju jednocratkastih turbinskih listića za aeromotore i velikih jednocratkastih turbinskih listića za tlačne turbine.

Pored toga, stalno se istražuju nove načine povećanja grada temperature, poput: Tehnologije smjerovito zatvaranja za plinsko hlađenje litnih oblika, elektromagnetske ograničene formiranje smjerovito zatvaranja tehnologije, superhladno smjerovito zatvaranje (SDS), laser brzo zatvaranje (LRM), fluidizirano krevet hlađenje smjerovito zatvaranje tehnologije, dvodimenzionalna tehnologija smjerovito zatvaranja (dvosmjerna zatvaranja, BDS), tanko ljuska litnih oblika smjerovito zatvaranje tehnologije. Međutim, ove nove tehnologije su još uvijek nedovršene i nisu primijenjene u smjerovitom zatvaranju lopatica plinske turbine.

Metoda poboljšanog hlađenja špricanjem tekućeg metala

Kako bismo prevazilazili probleme poput kontaminacije lisca tečnom metalnim hlađivačem i lako oblikovanja defekata lisca uz pomoć metode hlađenja tečnim metalom, naša grupa istraživanja je razvila tehnologiju smjerovitog zatvaranja s prskanjem tečnog metala (LMSC) i razvila industrijsko opremu za smjerovito zatvaranje. Strukturni dizajn i cilj LMCS pećnice za smjerovito zatvaranje prikazan je na slici 2. LMCS tehnologija se temelji na LMC tehnologiji, gdje se izvorni način direktnog upuštanja ljuske i lisca u tečni metal za hlađenje mijenja u korištenje tečnog metala za prskno hlađenje ljuske i lisca. Ova tehnologija ima karakteristike jakog odbacivanja topline, uniformnog hlađenja i dobre termičke izolacije između zone izolacije i zone hlađenja. LMCS tehnologija ne samo što zadržava prednosti jakog hlađenja LMC tehnologije, već i riješava mane LMC tehnologije. Zbog kontrolabilne brzine protoka prskanog tečnog metala, kombinirane s prilagodbom brzine povlačenja, mogu se dobiti stubasti kristali ili jednokristalna struktura s manjim međukrystalnim razmakom, što može smanjiti ili čak izbjegavati oblikovanje zatvaralnih defekata u superlegurama. LMCS tehnologija smjerovitog zatvaranja je vrlo važna za razvoj i industrijsku proizvodnju superlegura.