Bilah turbin gas: penyediaan pemejalan arah Malaysia

Bilah turbin ialah komponen penghujung panas teras turbin gas, penyelidikan dan pembangunan serta pembuatannya merupakan gambaran penting skala pembangunan dan tahap teknikal industri sesebuah negara. Kemajuan penyelidikan terkini teknologi penyediaan bilah turbin gas dikaji semula. Berdasarkan penyelidikan kumpulan penyelidik, kemajuan penyelidikan dalam bidang pemejalan arah bilah turbin gas diperkenalkan, dan arah fokus dikemukakan.

Teknologi pemejalan arah merujuk kepada teknologi yang mewujudkan kecerunan suhu dalam arah tertentu dengan cara paksa semasa proses pemejalan, supaya pemejalan meneruskan arah tertentu. Dalam proses pemejalan logam, terdapat kecerunan suhu dalam arah tertentu antara bahagian pepejal dan leburan tidak pepejal, yang menyebabkan logam menjadi pejal dalam arah yang bertentangan dengan pengaliran haba. Dengan menggunakan teknologi pemejalan arah, kristal kolumnar atau tunggal dengan orientasi khusus boleh diperolehi, dan bilah kristal kolumnar atau tunggal boleh disediakan, dan prestasinya boleh dipertingkatkan dengan ketara.

Pada akhir 1960-an, Versnyder et al. menggunakan teknologi pemejalan berarah untuk pengeluaran aloi super, yang mengawal orientasi butiran struktur pemejalan dengan lebih baik, menghapuskan sempadan butiran melintang, dan banyak meningkatkan sifat mekanikal aloi super. Teknologi pemejalan arah selepas penyelidikan berdekad-dekad, membangunkan kaedah serbuk eksotermik (EP), kaedah turun kuasa (PD), kaedah pemejalan kadar tinggi (PD), Teknik konvensional seperti HRS [12] dan penyejukan logam cecair (LMC). Pada masa ini, kaedah pemejalan berkelajuan tinggi dan kaedah penyejukan logam cecair digunakan secara meluas.

Kaedah pemejalan berkelajuan tinggi adalah kaedah untuk membuat tuangan bergerak dalam satu arah secara beransur-ansur dari kawasan suhu tinggi untuk mencapai pemejalan satu arah. Kaedah ini memperbaiki masalah bahawa kecerunan suhu berkurangan secara beransur-ansur dalam proses pemejalan. Prinsip kaedah pemejalan berkelajuan tinggi ditunjukkan dalam Rajah 1(a). Penyekat adiabatik ditetapkan di bahagian bawah relau, dan mulut yang lebih besar sedikit daripada tuangan dibuka pada penyekat. Bahagian dalam relau terus dipanaskan. Semasa proses pemejalan logam, cangkerang ditarik perlahan-lahan ke bawah, supaya bahagian logam yang terdedah kepada luar mula menyejuk dan memejal, manakala logam cair yang terletak di dalam relau masih dalam keadaan panas, dengan itu mewujudkan kecerunan suhu paksi. Kaedah pemejalan berkelajuan tinggi mempunyai kecerunan suhu dan kadar penyejukan yang tinggi dan stabil, dan boleh memperoleh kristal kolumnar panjang dan struktur halus, dengan itu meningkatkan sifat mekanikal tuangan, tetapi kecerunan suhu kaedah masih tidak mencukupi, dan kecacatan tuangan seperti jeragat dan kekotoran masih terdedah kepada berlaku semasa pemejalan arah tuangan tebal dan besar.