Paraan ng paglamig ng likidong metal

Upang higit pang mapabuti ang gradient ng temperatura sa directional solidification, ang mga mananaliksik ay bumuo ng isang likidong paraan ng paglamig ng metal batay sa mabilis na paraan ng paglamig. Ang pamamaraang ito ay gumagamit ng likidong metal upang palamig ang mga casting, iyon ay, ang mga na-extract na casting ay inilulubog sa likidong metal na may mataas na thermal conductivity, mataas na boiling point at mababang melting point (Sn ay ginagamit sa mainstream) (tingnan ang Figure 1(b)) upang tumaas ang cooling effect. Ang paraan ng paglamig ng likidong metal ay maaaring mapabuti ang rate ng paglamig ng mga casting at ang gradient ng temperatura ng solid-liquid interface, hanggang sa 200 K/cm, at maaaring mapanatili ang isang matatag na gradient ng temperatura, upang ang proseso ng pagkikristal ay maging matatag, upang ang espasyo ng dendrite ay maaaring makabuluhang bawasan, at ang posibilidad ng iba't ibang mga depekto sa solidification ay maaaring mabawasan. Gayunpaman, ang paraan ng paglamig ng likidong metal ay mayroon ding ilang mga limitasyon, tulad ng: ang kagamitan na kinakailangan ng pamamaraan ay kumplikado, at hindi ito sapat na simple sa praktikal na operasyon; Ang cooling medium na Sn ay isang mapaminsalang elemento, at kapag ang paghahagis ay inilubog sa mababang natutunaw na metal tulad ng Sn, ang Sn na likido ay madaling tumagos at marumi ang paghahagis. Sa mga nagdaang taon, na-optimize ng mga tao ang proseso mula sa mga aspeto ng paghahanda ng shell, at pinahusay ang mga pagkukulang ng proseso ng paglamig ng likidong metal, na inilapat sa paggawa ng mga solong kristal na turbine blades para sa mga aero engine at malalaking sukat na single crystal turbine blades para sa lupa. mga gas turbine.

Bilang karagdagan, ang mga bagong paraan ng pagtaas ng gradient ng temperatura ay patuloy na ginagalugad, 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 teknolohiya ng solidification, dalawang-dimensional na teknolohiya ng itinuro solidification (bidirectional solidification, BDS), manipis na shell paghahagis direksyon solidification teknolohiya. Gayunpaman, ang mga bagong teknolohiyang ito ay wala pa sa gulang at hindi pa nalalapat sa direksyon na solidification ng mga blades ng gas turbine.

Liquid metal spray pinahusay na paraan ng paglamig

Upang malampasan ang mga problema tulad ng paghahagis ay maaaring kontaminado ng likidong metal coolant at mga depekto sa paghahagis na madaling nabuo sa pamamagitan ng paraan ng paglamig ng likidong metal, ang aming pangkat ng pananaliksik ay bumuo ng liquid metal spray cooling (LMSC) directional solidification technology, at bumuo ng industrial directional solidification equipment. Ang disenyo ng istraktura at bagay ng LMSC directional solidification furnace ay ipinapakita sa Figure 2. Ang teknolohiya ng LMSC ay batay sa teknolohiya ng LMC mula sa orihinal na paraan ng direktang paglubog ng shell at paghahagis sa likidong metal na likido para sa paglamig, hanggang sa paggamit ng likidong metal na likido para sa spray cooling ng shell at casting. Ang teknolohiya ay may mga katangian ng malakas na pagwawaldas ng init, pare-parehong paglamig at mahusay na pagkakabukod ng init sa pagitan ng insulation zone at ng cooling zone. Ang teknolohiya ng LMSC ay hindi lamang nagpapanatili ng mga pakinabang ng malakas na kapasidad ng paglamig ng teknolohiya ng LMC, ngunit nalulutas din ang mga disadvantages ng teknolohiya ng LMC. Dahil sa nakokontrol na rate ng daloy ng likidong likidong metal na na-spray, na sinamahan ng pagsasaayos ng rate ng pag-alis, ang mga columnar crystal o solong kristal na may magandang istraktura at mas maliit na espasyo ng dendrite ay maaaring makuha, na maaaring mabawasan o maiwasan ang pagbuo ng mga depekto ng solidification sa superalloy. LMSC direksyon solidification teknolohiya ay napakahalaga para sa pagbuo at pang-industriya produksyon ng mga superalloys.