Gas turbine blades: pagsasaayos ng direksyunal na solidification

Ang blade ng turbine ay ang pangunahing komponente sa ika-ibabaw na bahagi ng gas turbine, ang pag-aaral at paggawa nito ay mahalagang refleksyon ng kalakhan at antas ng teknolohiya ng industriya ng isang bansa. Tinatala ang mga resenteng taunang paunlaran sa teknolohiya ng paghahanda ng blade ng gas turbine. Batay sa pagsusuri ng grupo ng pag-aaral, ipinapakita ang mga paunlaran sa larangan ng direksyunal na solidification ng mga blade ng gas turbine, at tinatalakay ang direksyon ng pagpapakita.

Ang teknolohiyang solidification na direksyonyal ay tumutukoy sa isang teknolohiya na nagtatatag ng gradiyent ng temperatura sa isang tiyak na direksyon sa pamamagitan ng pwersa habang nangyayari ang proseso ng solidification, upang magsulong ang solidification patungo sa isang tiyak na direksyon. Sa proseso ng solidification ng isang metal, mayroong gradiyent ng temperatura sa isang partikular na direksyon sa pagitan ng solidified bahagi at ng hindi pa solidified na melt, na nagiging sanhi para mag-solidify ang metal sa direksyon na kabaligtaran ng pagdodoon ng init. Sa pamamagitan ng paggamit ng teknolohiyang direksyonyal na solidification, maaaring makamit ang columnar o single crystal na may tiyak na orientasyon, at maaaring handahanda ang columnar o single crystal blade, at maaaring mabuti ang kanilang katangian.

Sa huling bahagi ng 1960s, si Versnyder at iba pa ay ginamit ang teknolohiyang direksyunal na solidification sa produksyon ng superalloys, na mas mabuti kontrolin ang orientasyon ng grain ng solidification structure, tinanggal ang transverse grain boundaries, at malaking imprastrado ang mga mekanikal na katangian ng superalloys. Matapos ang dekada ng pag-aaral tungkol sa direksyunal na solidification technology, inilimbag ang exothermic powder (EP) para, power down (PD) para, high rate solidification (PD) para, at tradisyonal na mga tekniko tulad ng HRS [12] at likido metal cooling (LMC). Sa kasalukuyan, ang pamamaraan ng high-speed solidification at liquid metal cooling ay madalas gamitin.

Ang paraan ng mataas na bilis na pagkakabit ay isang paraan upang gawing gumagalaw ang mga casting sa isang direksyon nang paulit-ulit malayo mula sa rehiyon ng mataas na temperatura upang maabot ang pagkakabit ng isang direksyon. Ang paraan na ito ay nagpapabuti sa problema na ang gradiyent ng temperatura ay bumababa nang paulit-ulit sa proseso ng pagkakabit. Inilarawan sa Figure 1(a) ang prinsipyong pangunahin ng paraan ng mataas na bilis na pagkakabit. Nakalagay ang isang adiabatic baffle sa ilalim ng hurno, at binuksan ang isang bibig na kaunting mas malaki kaysa sa casting sa baffle. Naiiral ang pagsisinag sa loob ng hurno. Habang nagaganap ang proseso ng pagkakabit ng metal, kinukuhang lambot ang balat nang mabagal, kaya't ang bahagi ng metal na nakakita sa labas ay simulan nang maglamig at kumabit, habang patuloy na mainit ang metal na likido na matatagpuan sa loob ng hurno, kung kaya't itinatayo ang isang axial na gradiyent ng temperatura. May mataas at maaaring gradiyent ng temperatura at rate ng paglalamig ang paraan ng mataas na bilis na pagkakabit, at maaaring makamit ang isang mahabang haligi ng kristal at isang detalyadong anyo, kaya't malubhang pinabuti ang mga mekanikal na katangian ng mga casting, ngunit patuloy na kulang ang gradiyent ng temperatura ng paraan, at madaling mangyari ang mga defektibong casting tulad ng freckles at dumi habang direksyonal na nagkakabit ng mataba at malaking casting.