Direksyon solidifikasyon nan lam kristal sèl anba kondisyon endistriyèl lè l sèvi avèk metòd la depoze lè-refwadi devlope
Nan papye sa a, efè refwadisman gaz sou rafineman mikrostruktur nan lam kristal sèl ki te pwodwi pa pwosesis depoze refwadisman gaz DGCC te etidye. Espas bra dendrite prensipal la (PDAS) rive nan pi gwo valè sou aérosol la ak valè ki pi ba a sou platfòm lam la. Sepandan, lè yo itilize metòd Bridgman a, valè PDAS la chanje sou lam la nan direksyon opoze a. Metòd Distribisyon refwadisman gaz DGCC la rezilta nan yon rediksyon apeprè 100 μm nan valè PDAS nan platfòm lam konpare ak refwadisman radyan konvansyonèl yo.
Nan pwosesis solidifikasyon direksyon superalloy ki baze sou nikèl, estrikti dendrit la rafine lè yo diminye espas bra dendrit prensipal la (PDAS) epi ogmante gradyan tanperati axial nan devan solidifikasyon, konsa tankou amelyore tanperati opere ak pwopriyete mekanik yon sèl. lam kristal. Nan metòd Bridgman, transfè chalè radiant ant materyo a ak gwo fou a limite anpil efikasite refwadisman koki mwazi, kidonk diminye gradyan tanperati a epi li pa fezab nan rafineman mikrostruktur dendrit. Se poutèt sa, yo nan lòd yo amelyore kalite a kristal sèl ak pwodiksyon pwosesis, metòd altènatif nan solidifikasyon direksyon yo te devlope, tankou refwadisman metal likid (LMC), Distribisyon refwadisman gaz (GCC), solidifikasyon direksyon anba (DWDS) ak refwadisman kabann kabòn likidize. metòd (FCBC).
Nan metòd ki endike anwo yo, anplis refwadisman radyasyon, se refwadisman konveksyon sitou itilize amelyore efikasite ekstraksyon chalè nan sifas koki mwazi an. Nan metòd refwadisman likid metal (LMC) ak likid refwadisman kabann kabòn (FCBC), koki mwazi an benyen nan yon beny refwadisman ak yon kabann fluidize, respektivman. Nan metòd Distribisyon ki refwadi ak gaz (GCC) ak solidifikasyon direksyon anba (DWDS), yo enjekte gaz nan sifas koki a pou refwadi Distribisyon an pandan li deplase soti nan zòn chofaj fou a. Devlopman kontinye nan metòd pwodiksyon lam lè l sèvi avèk gaz refwadisman inaktif montre gwo potansyèl metòd sa yo, kòm pri a se relativman ba konpare ak LMC likid metal refwadisman metòd la, pandan y ap mikrostruktur nan materyo a amelyore konpare ak metòd Bridgman. Konter et al. demontre yon metòd pou fè gwo turbine gaz (IGT) lè l sèvi avèk gaz inaktif refwadi, pandan y ap Wang et al. te itilize metòd sa a pou pwodwi ti lam turbine avyasyon. Sa a se ase yo pwouve ke itilize nan gaz refwadisman inaktif se yon fason efikas efektivman amelyore gradyan tanperati a ak rafine estrikti nan dendrite. Malgre ke metòd sa yo efikas, yo ka gen aplikasyon trè limite nan manifakti lam sou yon echèl endistriyèl, espesyalman kote depoze miltip yo mete ansanm nan boîtier mouri konplèks.
Sèvi ak yon kokiy konplèks ak anpil konpozan ka fè matche nan plak pwotèj chalè a ak pwofil la deyò nan koki a trè konplike. Sa lakòz gaz potansyèlman koule anwo ant konpozan, ki pa fezab pou refwadi koki mwazi an ki sitiye nan chanm chofaj andedan fou a. Nan vire, repozisyon bouch la anba nan direksyon bag la refwadi dlo ka diminye efè a tèmik nan koule nan gaz inaktif sou solidifikasyon nan rejyon an keratin nan Distribisyon an. Analiz papye pibliye montre ke metòd solidifikasyon direksyon ki itilize gaz refwadisman gen gwo potansyèl. Sepandan, kounye a pa gen okenn enfòmasyon sou aplikasyon metòd sa a nan konplèks lam pwodiksyon mwazi seramik ak konpozan miltip. Se poutèt sa, Sikovok te eseye devlope yon teknoloji solidifikasyon direksyon endistriyèl-echèl pou lam turbine superalloy ki baze sou nikèl lè l sèvi avèk kokiy mwazi gaz refwadisman inaktif, ki rele Developed Gas Cooling Casting (DGCC) metòd avanse depoze refwadisman gaz. Nan etid sa a, yo te refwadi koki mwazi an lè w enjekte gaz inaktif nan vitès supèrsonik soti nan plizyè ajutaj ki sitiye anba plak pwotèj chalè a. Itilize nan ajutaj ang varyab ka kòrèkteman dirije koule nan gaz inaktif nan sifas la nan yon koki fòm konplèks ak depoze miltip. Etid la te jwenn ke itilize nan refwadisman gaz te ede ogmante pousantaj refwadisman an epi redwi espas bra prensipal dendrite (PDAS) sou platfòm lam kristal sèl konpare ak refwadisman konvansyonèl radyativ nan metòd Bridgman. Rezilta preliminè yo montre ke DGCC gaz refwadisman Distribisyon metòd ka itilize nan pwodiksyon echèl endistriyèl yo pwodwi kalite siperyè sèl kristal superalloy lam pou motè aero.
Distribisyon tès yo nan superalliaj ki baze sou nikèl CMSX-4 yo te solidifye nan direksyon lè l sèvi avèk estanda Bridgman ak DGCC depoze refwadisman gaz pou pwodui lam simulation. Pou rezon sa a, yo te fè de kalite konpozan mwazi sir kòm baz pou fè kokiy mwazi seramik [Figi 1 (f) ak (g)]. Asanble mwazi sir yo gen ladan yon modèl plak refwadisman dyamèt 250 mm, yon sistèm vide, yon tas vide, uit lam simulation, ak seleksyon kristal ak leve.
Lam yo mete jan yo montre nan Figi 1 (f). Lè sa a, eleman yo benyen nan yon sispansyon seramik, ki te swiv pa patikil alumina vide nan yon kabann fluidize yo fòme premye kouch nan koki mwazi an. Mullite yo te itilize nan dezyèm kouch la. De etap ki anwo yo te repete pou jwenn yon total nèf rad, ak yon epesè mwayèn apeprè 7 mm pou miray koki a [Figi 1 (g)].
Mwazi nan sir fonn soti nan andedan koki mwazi an, ki se Lè sa a, prechofe a 800 degre Sèlsiyis. Enstale koki mwazi an prepare sou plak frèt chanm refwadisman an nan gwo fou a [Figi 1 (b)]. Premye etap la nan solidifikasyon direksyon nan yon sèl kristal lam te pote soti nan DGCC gaz refwadisman Distribisyon metòd nan JetCaster vakyòm endiksyon founo k ap fonn, ak gaz Agon te ajoute ranfòse refwadisman mwazi. Fou a konsiste de yon chanm chofaj ak refwadisman, yon sistèm rale koki mwazi ak yon vitès espesifik, epi li ekipe ak yon sistèm ki ka koule gaz inaktif nan chanm refwadisman an [Figi 1 (a) a (c)]. Se koki a enstale sou plak la refwadisman epi li deplase nan chanm chofaj la andedan gwo fou a, ki se prechofe a 1520 degre Sèlsiyis lè l sèvi avèk yon aparèy chofaj doub zòn endiksyon ak yon pouvwa nan 125kw. Lè sa a, mwazi an chofe plen ak CMSX -4 fonn nikèl ki baze sou superalloy nan menm tanperati a ak retire nan diferan pousantaj soti nan zòn nan chofaj nan gwo fou a nan zòn nan refwadisman. Vitès rale a se 3 mm/min nan rejyon starter ak seleksyon an, ak 12 mm/min nan rejyon lam [Figi 1(k)]. Nan zòn nan kontinyèl (zòn tranzisyon an soti nan separasyon an nan lam la), vitès la retrè piti piti ogmante.
