Mga blades ng gas turbine: paghahanda ng directional solidification

Ang talim ng turbine ay ang pangunahing bahagi ng mainit na dulo ng gas turbine, ang pananaliksik at pagpapaunlad at pagmamanupaktura nito ay isang mahalagang salamin ng sukat ng pag-unlad at teknikal na antas ng industriya ng isang bansa. Ang kamakailang pag-unlad ng pananaliksik ng teknolohiya ng paghahanda ng blade ng gas turbine ay nasuri. Batay sa pananaliksik ng pangkat ng pananaliksik, ang pag-unlad ng pananaliksik sa larangan ng itinuro na solidification ng mga blades ng gas turbine ay ipinakilala, at ang direksyon ng pokus ay inilalagay sa harap.

Tumutukoy ang teknolohiya ng direksyon ng solidification sa isang teknolohiya na nagtatatag ng gradient ng temperatura sa isang tiyak na direksyon sa pamamagitan ng sapilitang paraan sa panahon ng proseso ng solidification, upang ang solidification ay nagpapatuloy sa isang tiyak na direksyon. Sa proseso ng solidification ng isang metal, mayroong gradient ng temperatura sa isang tiyak na direksyon sa pagitan ng solidified na bahagi at ng unsolidified melt, na nagiging sanhi ng metal na patigasin sa direksyon na kabaligtaran sa pagpapadaloy ng init. Sa pamamagitan ng paggamit ng directional solidification technology, maaaring makuha ang columnar o single crystal na may partikular na oryentasyon, at ang columnar o single crystal blade ay maaaring ihanda, at ang pagganap nito ay maaaring makabuluhang mapabuti.

Sa huling bahagi ng 1960s, Versnyder et al. inilapat ang teknolohiya ng direksyon ng solidification sa paggawa ng mga superalloy, na mas mahusay na kinokontrol ang oryentasyon ng butil ng istraktura ng solidification, inalis ang mga nakahalang hangganan ng butil, at lubos na napabuti ang mga mekanikal na katangian ng mga superalloy. Directional solidification technology pagkatapos ng mga dekada ng pananaliksik, nakabuo ng exothermic powder (EP) method, power down (PD) method, high rate solidification (PD) method, Conventional techniques gaya ng HRS [12] at liquid metal cooling (LMC). Sa kasalukuyan, malawakang ginagamit ang high-speed solidification method at liquid metal cooling method.

Ang paraan ng high speed solidification ay isang paraan upang ang mga castings ay lumipat sa isang direksyon nang unti-unting palayo sa rehiyon ng mataas na temperatura upang makamit ang solong direksyon ng solidification. Ang pamamaraang ito ay nagpapabuti sa problema na ang gradient ng temperatura ay unti-unting bumababa sa proseso ng solidification. Ang prinsipyo ng high-speed solidification method ay ipinapakita sa Figure 1(a). Ang isang adiabatic baffle ay nakalagay sa ilalim ng furnace, at isang bibig na bahagyang mas malaki kaysa sa casting ay bubukas sa baffle. Ang loob ng pugon ay pinananatiling pinainit. Sa panahon ng proseso ng solidification ng metal, ang shell ay dahan-dahang hinila pababa, upang ang bahagi ng metal na nakalantad sa labas ay nagsimulang lumamig at tumigas, habang ang metal na natutunaw na matatagpuan sa pugon ay nasa isang pinainit na estado, kaya nagtatag ng isang gradient ng temperatura ng ehe. Ang high speed solidification method ay may mataas at matatag na temperatura gradient at cooling rate, at maaaring makakuha ng isang mahabang columnar crystal at isang pinong istraktura, kaya lubos na nagpapabuti sa mga mekanikal na katangian ng mga casting, ngunit ang temperatura gradient ng pamamaraan ay hindi pa rin sapat, at Ang mga depekto sa paghahagis tulad ng mga pekas at mga dumi ay madaling maganap sa panahon ng itinuro na solidification ng makapal at malalaking casting.