Liquido metal cooling method

Upang paigtingan ang gradiyent ng temperatura sa direksyonal na solidipikasyon, pinagbuhatan ng mga mananaliksik ang isang likidong metal na pamamaraan ng paglalamig batay sa mabilis na pamamaraan ng paglalamig. Gumagamit ang pamamaraang ito ng likidong metal upang lamigin ang mga casting, o kaya'y iniiwasan ang mga casting at ipinupugad sa likidong metal na may mataas na thermal conductivity, mataas na takda ng pagkukulo at mababang takda ng pagmumulat (ginagamit ang Sn bilang pangunahing gamit) (tumingin sa Figure 1(b)) upang palakasin ang epekto ng paglalamig. Ang likidong metal na pamamaraan ng paglalamig ay makakapagpaunlad ng rate ng paglalaman ng mga casting at ng gradiyent ng temperatura ng solid-liquid interface, hanggang sa 200 K/cm, at maaaring panatilihing magiging maliwanag ang proseso ng kristalizasyon, kaya't maaaring mabawasan ang dendrite spacing nang sigmat, at mabawasan ang probabilidad ng iba't ibang solidipikasyon na defektuoso. Gayunpaman, may ilang limitasyon ang likidong metal na pamamaraan ng paglalamig, tulad ng: ang kinakailangang aparato ng pamamaraan ay komplikado, at hindi ito simpleng sapat sa praktikal na operasyon; Ang medium ng paglalamig na Sn ay elementong nakakasama, at kapag pinalalampas ang casting sa mababang metal na tulad ng Sn, madaling sumira at mapula ang casting. Sa kamakailan, optimisado ng mga tao ang proseso mula sa aspeto ng preparasyon ng shell, at pinabuti ang mga kahinaan ng likidong metal na proseso ng paglalamig, na ginamit na sa produksyon ng single crystal turbine blades para sa aero engine at malaking sukat na single crystal turbine blades para sa lupa gas turbines.

Sa pamamagitan ng karagdagang pag-aaral, bagong paraan ng pagtaas sa temperatura gradient ay patuloy na sinusubok, tulad ng: Gas cooled casting directional solidification technology, electromagnetic constrained forming directional solidification technology, supercooling directional solidification, SDS), laser rapid solidification (LRM), fluidized bed quenching directional solidification technology, two-dimensional directional solidification technology (bidirectional solidification, BDS), mababaw na ulo ng kisame directional solidification technology. Gayunpaman, ang mga bagong teknolohiyang ito ay hindi pa matatag at hindi pa ginagamit sa directional solidification ng mga gas turbine blade.

Dinamikong paglamig sa pamamagitan ng likido na metal na spray

Upang surpin ang mga problema tulad ng maaaring kontaminadong pag-cast ng liquid metal coolant at madaling mabuong mga defekt sa pag-cast gamit ang paraan ng pagsasamantala ng liquid metal, ang aming grupo sa pananaliksik ay nagdevelop ng teknolohiya ng direksyunong solidipikasyon ng liquid metal spray cooling (LMSC), at nagdesenyong industriyal na aparato para sa direksyunong solidipikasyon. Inilalarawan sa Figure 2 ang disenyo at layunin ng direksyunong solidipikasyon ng LMSC. Ang teknolohiya ng LMSC ay batay sa orihinal na paraan ng LMC na direktang ipinapasok ang shell at casting sa likido ng metal para sa pagsasamantala, patungo sa paggamit ng likidong metal para sa pagspray samantalang nagco-cool ang shell at casting. Ang teknolohiya ay may karakteristikang malakas na pagpapawis ng init, unipormeng pagsasamantala, at mabuting pagsisigla sa pagitan ng zona ng pagsisigla at ng zona ng pagsasamantala. Hindi lamang ito nag-iisa sa pagpigil ng mga benepisyong makapangyarihan ng pagsasamantala ng LMC, kundi din sumusol sa mga kakulangan ng teknolohiya ng LMC. Dahil sa kontroladong rate ng pamumula ng likidong metal, kasama ang pag-adjust ng rate ng pag-withdrawal, maaaring makakuha ng mabuting anyo ng columnar crystals o single crystals na mas maliit ang dendrite spacing, na maaaring bawasan o kahit maiwasan ang pagbubuo ng mga defekt sa solidipikasyon ng superalloy. Ang teknolohiya ng direksyunong solidipikasyon ng LMSC ay napakahalaga para sa pag-unlad at industriyal na produksyon ng superalloy.