ใบพัดกังหันแก๊ส: การเตรียมการแข็งตัวแบบมีทิศทาง ประเทศไทย

ใบพัดกังหันเป็นส่วนประกอบหลักของเครื่องทำความร้อนของกังหันก๊าซ การวิจัยและพัฒนาและการผลิตของใบพัดกังหันก๊าซถือเป็นการสะท้อนถึงขนาดการพัฒนาและระดับเทคนิคของอุตสาหกรรมในประเทศต่างๆ ได้อย่างสำคัญ ความคืบหน้าในการวิจัยล่าสุดของเทคโนโลยีการเตรียมใบพัดกังหันก๊าซได้รับการทบทวน โดยอิงจากการวิจัยของกลุ่มวิจัย ความคืบหน้าในการวิจัยในสาขาการแข็งตัวตามทิศทางของใบพัดกังหันก๊าซได้รับการแนะนำ และทิศทางที่เน้นย้ำได้รับการเสนอ

เทคโนโลยีการทำให้แข็งตัวแบบมีทิศทางหมายถึงเทคโนโลยีที่กำหนดการไล่ระดับอุณหภูมิในทิศทางหนึ่งโดยวิธีการบังคับในระหว่างกระบวนการทำให้แข็งตัว เพื่อให้การแข็งตัวดำเนินไปตามทิศทางหนึ่ง ในกระบวนการทำให้แข็งตัวของโลหะ จะมีการไล่ระดับอุณหภูมิในทิศทางที่เฉพาะเจาะจงระหว่างชิ้นส่วนที่แข็งตัวและของเหลวที่ยังไม่แข็งตัว ซึ่งทำให้โลหะแข็งตัวในทิศทางตรงข้ามกับการนำความร้อน ด้วยการใช้เทคโนโลยีการทำให้แข็งตัวแบบมีทิศทาง จึงสามารถผลิตใบมีดแบบคอลัมน์หรือแบบผลึกเดี่ยวที่มีทิศทางที่เฉพาะเจาะจงได้ และสามารถเตรียมใบมีดแบบคอลัมน์หรือแบบผลึกเดี่ยวได้ และสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้อย่างมาก

ในช่วงปลายทศวรรษ 1960 Versnyder และคณะได้นำเทคโนโลยีการทำให้แข็งตัวแบบทิศทางมาประยุกต์ใช้ในการผลิตซูเปอร์อัลลอยด์ ซึ่งสามารถควบคุมทิศทางของเกรนในโครงสร้างการทำให้แข็งตัวได้ดีขึ้น กำจัดขอบเกรนตามขวาง และปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของซูเปอร์อัลลอยด์ได้อย่างมาก หลังจากการวิจัยมานานหลายทศวรรษ เทคโนโลยีการทำให้แข็งตัวแบบทิศทางได้พัฒนาวิธีการผงคายความร้อน (EP) วิธีการปิดเครื่อง (PD) วิธีการทำให้แข็งตัวด้วยอัตราเร็วสูง (PD) เทคนิคทั่วไป เช่น HRS [12] และการระบายความร้อนด้วยโลหะเหลว (LMC) ปัจจุบัน วิธีการทำให้แข็งตัวด้วยความเร็วสูงและวิธีการระบายความร้อนด้วยโลหะเหลวได้รับการใช้กันอย่างแพร่หลาย

วิธีการทำให้แข็งตัวด้วยความเร็วสูงเป็นวิธีที่จะทำให้ชิ้นงานหล่อเคลื่อนตัวไปในทิศทางเดียวโดยค่อยเป็นค่อยไปจากบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงเพื่อให้เกิดการแข็งตัวในทิศทางเดียว วิธีนี้ช่วยแก้ปัญหาที่การไล่ระดับอุณหภูมิค่อยๆ ลดลงในกระบวนการทำให้แข็งตัว หลักการของวิธีการทำให้แข็งตัวด้วยความเร็วสูงแสดงไว้ในรูปที่ 1(a) กั้นอะเดียแบติกไว้ที่ด้านล่างของเตาเผา และเปิดปากที่ใหญ่กว่าชิ้นงานหล่อเล็กน้อยบนกั้น ภายในเตาเผาจะได้รับความร้อนอย่างต่อเนื่อง ในระหว่างกระบวนการทำให้แข็งตัวของโลหะ เปลือกจะถูกดึงลงมาช้าๆ เพื่อให้ส่วนของโลหะที่สัมผัสกับภายนอกเริ่มเย็นลงและแข็งตัว ในขณะที่โลหะหลอมเหลวที่อยู่ในเตาเผายังคงอยู่ในสถานะร้อน จึงทำให้เกิดการไล่ระดับอุณหภูมิตามแนวแกน วิธีการทำให้แข็งตัวด้วยความเร็วสูงมีการไล่ระดับอุณหภูมิและอัตราการเย็นตัวที่สูงและมีเสถียรภาพ และสามารถได้ผลึกคอลัมน์ยาวและโครงสร้างละเอียด จึงช่วยปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของชิ้นงานหล่อได้อย่างมาก แต่การไล่ระดับอุณหภูมิของวิธีการนี้ยังไม่เพียงพอ และข้อบกพร่องในการหล่อ เช่น จุดด่างและสิ่งเจือปน ยังคงเกิดขึ้นได้ง่ายระหว่างการแข็งตัวแบบมีทิศทางของชิ้นงานหล่อหนาและใหญ่