Bilah turbin gas: penyiapan pepejal arah

Bilah turbin adalah komponen inti ujung panas gas turbin, penelitian dan pembangunan serta penghasilannya merupakan pantulan penting skala pembangunan dan tahap teknologi industri suatu negara. Kemajuan terkini dalam teknologi penyediaan bilah turbin gas telah dipertimbangkan. Berdasarkan kajian kumpulan penyelidik, kemajuan penyelidikan dalam bidang pepejal arah bilah turbin gas diperkenalkan, dan arah fokus dinyatakan.

Teknologi pengerasan berarah merujuk kepada teknologi yang membentuk kecerunan suhu dalam arah tertentu secara paksa semasa proses pengerasan, supaya pengerasan berjalan mengikut satu arah tertentu. Dalam proses pengerasan logam, terdapat kecerunan suhu dalam arah spesifik di antara bahagian yang telah mengeras dan larutan yang belum mengeras, yang menyebabkan logam mengeras dalam arah bertentangan dengan pengaliran haba. Dengan menggunakan teknologi pengerasan berarah, kristal berbentuk tiang atau kristal tunggal dengan orientasi spesifik boleh diperolehi, dan bilah berbentuk tiang atau kristal tunggal boleh disediakan, dan prestasinya boleh ditingkatkan secara signifikan.

Pada akhir 1960-an, Versnyder et al. menerapkan teknologi pengerasan berarah kepada pengeluaran superaloi, yang lebih mengawal orientasi serpihan struktur pengerasan, membuang sempadan serpihan lintang, dan meningkatkan secara drastis sifat mekanik superaloi. Teknologi pengerasan berarah selepas dekad penyelidikan, telah membangunkan kaedah serbuk eksotermik (EP), kuasa turun (PD) kaedah, pengerasan kadar tinggi (PD) kaedah, teknik konvensional seperti HRS [12] dan penyejukan logam cecair (LMC). Pada masa kini, kaedah pengerasan laju dan kaedah penyejukan logam cecair digunakan secara meluas.

Kaedah pepejalan laju tinggi adalah satu kaedah untuk membuat pengekalan bergerak dalam satu arah secara bertahap menjauhi kawasan suhu tinggi untuk mencapai pepejalan satu arah. Kaedah ini membaiki masalah yang mana kecerunan suhu berkurang secara bertahap semasa proses pepejalannya. Prinsip kaedah pepejalan laju tinggi ditunjukkan dalam Rajah 1(a). Sebuah tabir adiabatik diletakkan di bahagian bawah ketuh, dan sebuah lubang sedikit lebih besar daripada pengekalan dibuka pada tabir itu. Dalam ketuh dipertahankan dalam keadaan dipanaskan. Semasa proses pepejalannya logam, kerak ditarik turun secara perlahan, supaya bahagian logam yang terpendedah kepada luar mula dingin dan pepejal, manakala lelehan logam yang terletak di dalam ketuh masih berada dalam keadaan dipanaskan, dengan itu membentuk gradien suhu axial. Kaedah pepejalan laju tinggi mempunyai gradien suhu dan kadar pendinginan yang tinggi dan stabil, dan boleh mendapatkan kristal tiang panjang dan struktur halus, dengan itu meningkatkan secara drastik sifat mekanikal pengekalan, tetapi gradien suhu kaedah ini masih tidak mencukupi, dan kecacatan pengekalan seperti bintik-bintik dan kotoran masih cenderung berlaku semasa pepejalan berarah bagi pengekalan tebal dan besar.