1 Devlopman nan motè gaz aviyasyon turbine
Kòm kondisyon yo ki pèfòmans pou avyon pou transpò, militè, pwodiksyon ak lòt rezon ogmante, motè yo pi bonè Piston pa kapab satisfè bezwen yo nan gwo vitès vòl. Se poutèt sa, depi ane 1950 yo, motè turbine gaz yo te piti piti vin endikap.
Nan 1928, Sir Frank Whittle nan Wayòm Ini a vize deyò nan tèz gradyasyon li "Devlopman Future nan Design avyon" pandan y ap etidye nan Akademi Militè a ki anba konesans teknik la nan moman sa a, devlopman nan lavni nan motè elis pa t 'kapab adapte yo ak bezwen yo nan altitid wo oswa vitès vòl depase 800km/h. Li premye pwopoze konsèp la nan sa ki kounye a yo rele yon motè jè (motè motè): se lè konprese yo bay nan chanm nan ki degaje konbisyon (ki degaje konbisyon) nan yon Piston tradisyonèl yo, ak gaz la segondè-tanperati ki te pwodwi dirèkteman itilize vòl, ki ka konsidere kòm yon motè pwopilsè plis yon konsepsyon chanm ki degaje konbisyon. Nan rechèch ki vin apre, li abandone lide a nan lè l sèvi avèk yon Piston lou ak rezèvwa ak pwopoze lè l sèvi avèk yon turbine (turbine) bay lè konprese nan chanm lan ki degaje konbisyon, ak pouvwa a nan turbine a te jwenn nan gaz la echapman segondè-tanperati. Nan 1930, Whittle aplike pou yon patant, ak nan 1937, li te devlope premye nan mond lan motè santrifujeur turbojet, ki te ofisyèlman itilize nan Gloster E.28/39 avyon an nan 1941. Depi lè sa a, motè turbine gaz yo te domine pouvwa avi ak se yon senbòl enpòtan nan yon peyi syantifik ak teknik nivo endistriyèl ak konplè nasyonal.
Motè avyon yo ka divize an kat kalite debaz dapre itilizasyon yo ak karakteristik estriktirèl: motè turbojet, motè turbofan, motè turboshaft, ak motè turboprop:
Motè turbine gaz aviyasyon yo refere yo kòm motè turbojet, ki se motè yo pi bonè turbine gaz yo itilize. Soti nan pèspektiv nan wout la vyolans pwodwi, motè turbojet yo se motè yo ki pi senp ak pi dirèk. Rezònman an depann sou fòs reyaksyon an ki te pwodwi pa piki a gwo vitès nan toubiyon an. Sepandan, vantilasyon an gwo vitès pran lwen yon anpil nan chalè ak enèji sinetik an menm tan an, sa ki lakòz gwo pèt enèji.
Motè a turbofan divize lè a ap koule tankou dlo nan motè a nan de chemen: adezif anndan an ak adezif la ekstèn, ki ogmante koule nan lè total ak diminye tanperati a tiyo echapman ak vitès nan vantilasyon an adezif anndan an.
Motè turboshaft ak turboprop pa jenere vyolans pa piki vantilasyon, se konsa tanperati a echapman ak vitès yo redwi anpil, efikasite nan tèmik se relativman wo, ak pousantaj la konsomasyon gaz motè ki ba, ki se apwopriye pou avyon alontèm. Vitès la nan pwopilsè a jeneralman pa chanje, ak kou diferan yo jwenn nan ajiste ang lan lam.
Motè a Propfan se yon motè ant turboprop ak motè turbofan. Li kapab divize an motè Propfan ak ka elan kondwi ak motè propfan san yo pa kondwi ka pwopilsè. Motè a Propfan se pi konpetitif nouvo motè a ekonomize enèji apwopriye pou vòl subsonic.
Motè avyon sivil yo te ale nan plis pase mwatye yon syèk nan devlopman. Te estrikti a nan motè a evolye soti nan motè a byen bonè santrifujeur turbine nan yon sèl-rotor motè a axial koule, ki soti nan motè a jimo-rotor turbojet nan motè a kontoune ki ba turbofan, ak Lè sa a, nan segondè kontoune rapò a turbofan motè. Te estrikti a te kontinyèlman optimisé ak pouswit nan efikasite ak disponiblite. Tanperati Inlet turbine a te sèlman 1200-1300 K nan premye jenerasyon motè turbojet nan ane 1940 yo ak ane 1950 yo. Li ogmante pa sou 200k ak chak amelyorasyon avyon. Pa ane 1980 yo, tanperati a Inlet turbine nan katriyèm jenerasyon avyon de gè avanse yo te rive 1800-2000 K [1].
Prensip la nan COMPRESSOR lè santrifujeur se ke tubing a kondwi gaz la Thorne nan gwo vitès, se konsa ke gaz la jenere fòs santrifujeur. Akòz koule nan presyon ekspansyon nan gaz la nan tubing a, pousantaj la koule ak presyon nan gaz la apre yo fin pase nan tubing a yo ogmante, ak lè konprese kontinyèlman pwodwi. Li te gen yon dimansyon aksyal kout ak yon gwo rapò presyon sèl-etap. COMPRESSOR AIRFLOW AIR se yon COMPRESSOR nan ki koule nan lè fondamantalman ap koule paralèl ak aks la nan wotasyon an. COMPRESSOR nan koule aksyal konsiste de etap miltip, chak etap gen yon ranje nan lam rotor ak yon ranje ki vin apre nan lam stator. Rotor a se lam yo ap travay ak wou a, ak stator a se gid -la. Se lè a premye akselere pa lam yo rotor, ralanti ak konprese nan kanal la lam stator, ak repete nan lam yo milti-etap jouk rapò a presyon total rive nan nivo ki nesesè yo. COMPRESSOR a koule aksyal gen yon ti dyamèt, ki se pratik pou milti-etap tandem itilize yo jwenn yon rapò presyon ki pi wo.
Motè turbofan anjeneral itilize rapò kontoune, rapò presyon motè, turbine tanperati Inlet, ak rapò presyon fanatik kòm paramèt konsepsyon:
Rapò kontoune (BPR): rapò a nan mas la nan gaz ap koule tankou dlo nan kanal yo priz nan mas la nan gaz ap koule tankou dlo nan kanal yo enteryè nan motè a. Se rotor a nan devan nan yon motè turbojet anjeneral yo rele COMPRESSOR a ki ba-presyon, ak rotor la nan devan nan yon motè turbofan anjeneral yo rele fanatik la. Gaz la presyon pase nan COMPRESSOR nan presyon ki ba pase nan tout pati nan motè a turbojet; Se gaz la pase nan fanatik la divize nan kanal yo enteryè ak ekstèn. Depi aparisyon motè turbofan yo, BPR te ogmante, e tandans sa a patikilyèman evidan nan motè turbofan sivil yo.
Rapò presyon motè (EPR): rapò a nan presyon an total nan priz la bouch presyon an total nan Inlet la COMPRESSOR.
Turbine Inlet Emperature: Tanperati a nan echapman nan chanm ki degaje konbisyon lè li antre nan turbine la.
Rapò konpresyon Fan: Epitou refere yo kòm rapò konpresyon, rapò a nan presyon gaz la nan priz la COMPRESSOR nan presyon gaz la nan Inlet la.
De efikasite:
Efikasite tèmik: yon mezi nan ki jan avèk efikasite yon motè konvèti enèji nan chalè ki te pwodwi pa ki degaje konbisyon nan enèji mekanik.
Efikasite Propulsion: Yon mezi nan pwopòsyon an nan enèji nan mekanik ki te pwodwi pa motè a ki itilize pouse avyon an.
第一篇结束
2 devlopman lam turbine
Devlopman iteratif
Pran yon motè turbofan kòm yon egzanp, valè a nan lam yo kont pou otan ke 35%, epi yo se yon eleman kritik nan fabrike nan motè avyon. Nan yon motè, gen 3, 000 a 4, 000 lam aviyasyon, ki ka divize an twa kategori: lam fanatik, COMPRESSOR lam, ak lam turbine. Valè a nan lam turbine se pi wo a, rive 63%. An menm tan an, yo tou lam yo ak pi gwo difikilte pou fabrikasyon ak pri fabrikasyon nan motè turbofan [2].
Nan lane 1970 yo, Etazini te premye moun ki te itilize PWA1422 lam solidifikasyon direksyon nan motè avyon militè ak sivil yo.
Apre ane 1980 yo, rapò vyolans-a-pwa nan motè a twazyèm-jenerasyon ogmante a plis pase 8, ak lam yo turbine yo te kòmanse sèvi ak SX nan premye jenerasyon, PWA1480, Renén4, CMSX -2 ak DD3 Lachin nan. Kapasite tanperati-pote li yo se 80k pi wo pase sa yo ki an pi bon direksyon solidifikasyon an depoze wo-tanperati alyaj PWA1422. Avantaj. Makonnen ak fim nan refwadisman sèl-chanèl kre teknoloji, tanperati a opere nan lam yo turbine rive nan 1600-1750 k. .
Motè a Turbofan katriyèm jenerasyon itilize dezyèm jenerasyon SXPWA1484, Renén5, CMSX -4, ak DD6. Pa ajoute re eleman ak milti-chanèl segondè-presyon lè teknoloji refwadisman, tanperati a opere nan lam yo turbine rive nan 1800k -2000 k. Nan 2000k ak 100h fòs la ki dire lontan rive nan 140MPa.
SX nan twazyèm-jenerasyon devlope apre ane 1990 yo gen ladan Renén6, CMRX -10, ak DD9, ki gen avantaj trè evidan fluaj fòs sou SX nan dezyèm jenerasyon. Anba pwoteksyon chanèl refwadisman konplèks ak penti baryè tèmik, tanperati Inlet turbine li ka kenbe tèt ak rive 3000K. Alloy nan konpoze intermetallic yo itilize nan lam yo rive nan 2200K, ak 100H fòs la ki dire lontan rive nan 100MPa.
Kounye a anba devlopman yo se katriyèm jenerasyon SX la reprezante pa Mc-NG [4], TMS -138, elatriye, ak senkyèm jenerasyon SX la reprezante pa TMS -162, elatriye konpozisyon li yo karakterize pa adisyon a nan nouvo eleman ra sou latè tankou RU ak PT, ki siyifikativman amelyore pèfòmans yo wo-tanpere nan SX. Tanperati k ap travay nan senkyèm jenerasyon alyaj gwo tanperati a te rive nan 1150 degre, ki se tou pre limit la teyorik tanperati opere nan 1226 degre.
3 Devlopman nan nikèl ki baze sou sèl kristal superalloys
3.1 Karakteristik konpozisyon ak konpozisyon faz nan nikèl ki baze sou sèl kristal superalloys
Dapre ki kalite eleman matris, alyaj segondè-tanperati yo ka divize an fè ki baze sou, nikèl ki baze sou, ak Cobalt ki baze sou, ak plis sibdivize nan Distribisyon, tou, ak macrostructures metaliji poud. Alloys ki baze sou nikèl gen pi bon pèfòmans segondè-tanperati pase de lòt kalite yo nan gwo tanperati alyaj epi yo ka travay pou yon tan long nan anviwònman piman bouk segondè-tanperati.
Nikèl ki baze sou gwo tanperati alyaj gen omwen 50% NI. Estrikti FCC yo fè yo trè konpatib ak kèk eleman alyaj. Nimewo a nan eleman alyaj te ajoute pandan pwosesis la konsepsyon souvan depase 10. Se menm aksyon an nan eleman yo te ajoute alyaj klase jan sa a: (1) Ni, CO, Fe, Cr, Ru, Re, Mo, ak W yo se eleman premye klas, ki sèvi kòm austenit eleman estabilize; (2) Al, Ti, TA, ak NB gen pi gwo reyon atomik, ki ankouraje fòmasyon nan ranfòse faz tankou konpoze NI3 (Al, Ti, TA, NB), epi yo se eleman dezyèm klas; (3) B, C, ak ZR se eleman twazyèm klas. Gwosè atomik yo se pi piti anpil pase sa yo ki an atòm Ni, epi yo fasil segregasyon nan limit yo grenn jaden nan faz la, jwe yon wòl nan ranfòse fwontyè grenn jaden [14].
Faz yo nan nikèl ki baze sou sèl kristal alyaj-wo tanperati yo se sitou: faz, 'faz, faz carbure, ak topolojik fèmen-chaje faz (faz tchp).
Faz: Faz se yon faz austenit ak yon estrikti kristal nan FCC, ki se yon solisyon solid ki te fòme pa eleman tankou Cr, Mo, CO, W, ak re fonn nan nikèl.
'Faz:' Faz se yon Ni3 (Al, Ti) konpoze intermetallic nan FCC, ki se ki te fòme kòm yon faz presipitasyon ak kenbe yon koerans sèten ak dezekilib ak faz nan matris, epi li se moun rich nan Al, Ti, TA ak lòt eleman.
Faz carbure: Kòmanse nan dezyèm jenerasyon SX ki baze sou nikèl, yon ti kantite C te ajoute, sa ki lakòz aparans karbid yo. Yon ti kantite karbid yo gaye nan matris la, ki amelyore pèfòmans segondè tanperati alyaj la nan yon sèten mezi. Li se jeneralman divize an twa kalite: MC, M23C6, ak M6C.
TCP Faz: Nan ka sèvis aje, eleman twòp REFRACTORY tankou CR, MO, W, ak RE ankouraje presipitasyon nan faz TCP. TCP anjeneral fòme nan fòm yon plak. Estrikti a plak gen yon enpak negatif sou duktilite, ranpe, ak pwopriyete fatig. TCP faz se youn nan sous yo krak nan kraze ranpe.
Ranfòse mekanis
Fòs nan superalloys ki baze sou nikèl soti nan kouti a nan mekanism redi miltip, ki gen ladan ranfòse solisyon solid, ranfòse presipitasyon, ak tretman chalè ogmante dansite debwatman ak devlope substruction debwatman bay ranfòse.
Solid solisyon redi se amelyore fòs debaz la pa ajoute diferan eleman soluble, ki gen ladan CR, W, CO, MO, RE, ak RU.
Diferan reyon atomik la mennen nan yon sèten degre nan distòsyon lasi atomik, ki inibit mouvman debwatman. Solid solisyon ranfòse ogmante ak ogmantasyon nan diferans gwosè atomik.
Ranfòse solisyon solid tou gen efè a nan diminye enèji nan fay anpile (SFE), sitou inhibition debwatman kwa glise, ki se mòd nan deformation prensipal nan ki pa ideyal kristal nan tanperati ki wo.
Grap atomik oswa mikrostruktur lòd kout ranje yo se yon lòt mekanis ki ede jwenn ranfòse nan solisyon solid. Re atòm nan SX separe nan rejyon an estrès rupture nan nwayo a debwatman nan / 'koòdone nan, fòme yon "atmosfè cottrell", ki efektivman anpeche mouvman debwatman ak pwopagasyon krak. (Atòm solit yo konsantre nan zòn nan estrès rupt
Re, W, Mo, Ru, Cr, ak Ko efektivman ranfòse faz la. Ranfòse solisyon solid nan matris la jwe yon wòl trè enpòtan nan fòs la fluaj nan nikèl ki baze sou-wo tanperati alyaj.
Se efè a presipitasyon redi afekte pa fraksyon nan volim ak gwosè nan faz la '. Objektif la nan optimize konpozisyon an nan gwo tanperati alyaj se sitou ogmante fraksyon nan volim nan faz la 'ak amelyore pwopriyete yo mekanik. SX alyaj segondè-tanperati ka gen 65% -75% nan faz la, sa ki lakòz bon fòs fluaj. Sa a reprezante valè maksimòm itil nan efè a ranfòse nan / 'koòdone a, ak plis ogmantasyon ap mennen nan yon diminisyon enpòtan nan fòs. Fòs la ranpe nan wo-tanperati alyaj ak yon segondè 'fraksyon volim faz ki afekte pa gwosè a nan patikil yo faz. Lè gwosè a 'faz se ti, debwatman yo gen tandans monte bò kote l', sa ki lakòz yon diminisyon nan fòs ranpe. Lè debwatman yo fòse yo koupe 'faz la, fòs la fluaj rive nan maksimòm li yo. Kòm 'patikil yo faz ogmante nan gwosè, debwatman yo gen tandans pliye ant yo, sa ki lakòz yon diminisyon nan fòs ranpe [14].
Gen twa presipitasyon prensipal mekanism ranfòse:
Ranfòse lasi dezekilib: 'se faz gaye ak presipite nan matris la faz nan yon fason aderan. Tou de se estrikti FCC. Dezòd la lasi reflete estabilite a ak eta estrès nan koòdone nan aderan ant de faz yo. Pi bon ka a se ke matris la ak faz la presipite gen menm estrikti a kristal ak paramèt lasi nan jeyometri a menm, se konsa ke faz plis presipite ka ranpli nan faz la. Ranje a dezekilib nan nikèl ki baze sou-wo tanperati alyaj se 01%. Re ak Ru yo evidamman segregasyon ak faz la. Ogmantasyon nan RE ak RU ogmante dezekilib la lasi.
Ranfòse lòd: Koupe debwatman pral lakòz maladi ant matris la ak faz la presipite, ki egzije plis enèji
Mekanis kontoune debwatman: yo rele Orowan mekanis (Orowan Bowing), li se yon mekanis ranfòse nan ki faz la presipite nan matris la metal anpeche debwatman an nan mouvman soti nan kontinye pou avanse pou pi. Prensip debaz: Lè debwatman an k ap deplase rankont yon patikil, li pa ka pase nan, sa ki lakòz konpòtman contournement, kwasans liy debwatman, ak fòs la kondwi obligatwa, sa ki lakòz ranfòse efè.
3.3 Devlopman nan gwo tanperati alyaj metòd Distribisyon
Pi bonè alyaj yo itilize nan anviwònman wo-tanperati yo ka remonte tounen nan envansyon nan Nichrome nan 1906. Aparisyon nan konpresè turbo ak motè turbine gaz ankouraje devlopman nan sibstansyèl nan gwo tanperati alyaj. Lam yo nan premye jenerasyon an nan motè turbine gaz yo te pwodwi pa èkstruzyon ak tou, tankou, ki evidamman te gen limit yo nan fwa yo. Kounye a, gwo tanperati alyaj lam turbine yo se sitou fèt pa Distribisyon envestisman, espesyalman direksyon solidifikasyon (DS). Te metòd la DS premye envante pa ekip la Versnyder nan Pratt & Whitney nan Etazini yo nan lane 1970 yo [3]. Nan deseni yo nan devlopman, materyèl la pi pito pou lam turbine chanje soti nan kristal equiaxed kristal kolon, ak Lè sa a, optimisé nan yon sèl kristal materyèl alyaj gwo tanperati.
Teknoloji DS yo itilize pou pwodwi konpozan Alloy Nwayo Kolonè SX, ki amelyore siyifikativman duktilite ak rezistans chòk tèmik nan gwo tanperati alyaj. Teknoloji DS asire ke kristal yo kolon pwodwi gen yon oryantasyon [001], ki se paralèl ak aks prensipal la estrès nan pati a, olye ke yon oryantasyon kristal o aza. Nan prensip, DS bezwen asire ke se solidifikasyon an nan metal la fonn nan Distribisyon an te pote soti ak metal la manje likid toujou nan yon eta jis-solidifye.
Distribisyon nan kristal kolon bezwen satisfè de kondisyon: (1) yon sèl-fason koule chalè asire ke koòdone nan solid-likid nan pwen kwasans lan nan grenn yo deplase nan yon direksyon; (2) Pa dwe gen okenn nucleation devan direksyon k ap deplase nan koòdone nan solid-likid.
Paske ka zo kase nan lam la anjeneral rive nan gwo tanperati a estrikti fèb nan fwontyè a grenn jaden, yo nan lòd yo elimine fwontyè a grenn jaden, se yon mwazi solidifikasyon ak yon "grenn seleksyon" estrikti itilize pandan pwosesis la solidifikasyon direksyon. Gwosè a kwa-rejyonal nan estrikti sa a se tou pre gwosè a grenn jaden, se konsa ke sèlman yon sèl grenn jaden optimal grandi antre nan kavite a mwazi nan Distribisyon an, ak Lè sa a, kontinye ap grandi nan fòm lan nan yon kristal sèl jouk lam la tout antye ki konpoze de yon sèl grenn jaden.
Ka seleksyon an kristal ap divize an de pati: blòk la kòmanse ak espiral la:
Nan kòmansman pwosesis DS la, grenn yo kòmanse nikle nan fon blòk la. Nan etap bonè nan kwasans grenn jaden, nimewo a se gwo, gwosè a se ti, ak diferans lan oryantasyon se gwo. Konpòtman kwasans konpetitif ant grenn yo domine, ak efè a jewometrik bloke nan miray la bò se fèb. Nan moman sa a, efè optimize oryantasyon an evidan; Lè wotè grenn yo nan blòk la kòmanse ogmante, kantite grenn diminye, gwosè a ogmante, ak oryantasyon an se fèmen. Konpòtman kwasans konpetitif ant grenn yo diminye, ak efè a bloke jewometrik nan miray la bò domine, asire ke ka direksyon an kristal dwe kontinyèlman optimisé, men se efè a optimize oryantasyon febli. Pa diminye reyon an nan blòk la kòmanse ak ogmante wotè nan blòk la kòmanse, ka oryantasyon an nan grenn yo k ap antre nan seksyon an espiral dwe efektivman optimisé. Sepandan, ogmante longè a nan blòk la kòmanse ap diminye espas ki la kwasans efikas nan Distribisyon an, epi ba ou yon sik pwodiksyon ak pri preparasyon. Se poutèt sa, li nesesè rezonab konsepsyon estrikti a jewometrik nan substra la.
Fonksyon prensipal la nan espiral la se avèk efikasite chwazi kristal sèl, ak kapasite nan optimize oryantasyon an grenn se fèb. Lè se pwosesis la DS te pote soti nan yon espiral, kanal la koube bay espas pou kwasans branch dendrite, ak dandrit segondè yo nan grenn yo avanse nan yon direksyon ki nan liy lan likid. Grenn yo gen yon gwo tandans devlopman lateral, ak oryantasyon an nan grenn yo se nan yon eta fluctuant, ak yon efè optimize fèb. Se poutèt sa, seleksyon an nan grenn nan espiral la sitou depann sou avantaj nan restriksyon jewometrik, avantaj kwasans konpetitif, ak avantaj ekspansyon espasyal nan grenn yo nan segman nan espiral [7], olye ke avantaj nan kwasans nan oryantasyon an pi pito nan grenn yo, ki gen yon randonès fò [6]. Se poutèt sa, rezon prensipal pou echèk la nan seleksyon kristal se ke espiral la pa jwe wòl nan seleksyon sèl kristal. Pa ogmante dyamèt la deyò nan espiral la, diminye anplasman an, dyamèt la nan sifas la espiral, ak diminye ang lan kòmanse, efè a seleksyon kristal ka siyifikativman amelyore.
Preparasyon an nan lam kristal sèl kristal mande pou plis pase yon douzèn etap (Mèt alyaj fondri, sèl kristal manbràn koki preparasyon, konfigirasyon konplèks seramik preparasyon nwayo, fonn Distribisyon, solidifikasyon direksyon, tretman chalè, tretman sifas, tèmik baryè preparasyon pou kouch, elatriye). Pwosesis konplèks la se tendans divès kalite domaj, tankou grenn ki pèdi, freckles, ti limit ang grenn, kristal tras, devyasyon oryantasyon, rkristalizasyon, limit gwo grenn ang, ak echèk seleksyon kristal.
第2篇结束
4 fòmasyon domaj nan pwosesis DS
Kòm estrikti a nan lam turbine avanse vin pi konplèks ak pi gwo nan gwosè, yon varyete de domaj solidifikasyon tankou grenn ki pèdi, freckles, ba-ang limit grenn jaden, kristal streaky, devyasyon oryantasyon, rkristalizasyon, limit gwo-ang, ak echèk seleksyon kristal yo se plis chans rive pandan pwosesis la sèl kristal. Distribisyon lam turbine nan fòm lan nan kristal sèl se yon defi konsiderab pou fondri.
Pwoblèm yo ki deja egziste nan yon sèl lam turbine kristal yo sitou konsantre nan pwosesis la kwasans, ki se pre relasyon ak estrikti a ak pwosesis kwasans nan yon sèl kristal lam turbine. Premyèman, kò a lam turbine se mens, tenon a se epè ak gwo, fòm nan kwa-rejyonal se varyab, deviation a varye anpil, estrikti a refwadisman entèn se trè konplèks, e gen anpil mikrostruktur tankou twou lè mwazi ak kolòn beke, ki mennen nan tortu ak varyab dendrite chemen kwasans ak chanjman radikal, ki ka fasilman, ki ka fè tonton, ki ka fè towintion, ki ka lakòz dention, ki ka lakòz désyé, ki ka lakòz désyé, epi ki ka fè yon ti kras, ki ka lakòz yo ka lakòz yo ka lakòz yo ka fè yon ti kras. domaj. Plis seryezman, ogmantasyon nan gwosè lam turbine pral pwolonje chemen kwasans lan nan kristal la sèl, espesyalman nan fen a byen lwen nan plak la refwadisman dlo. Nan etap nan pita nan yon sèl kwasans kristal, gradyan an tanperati diminye sevè ak ogmantasyon nan distans, sa ki lakòz dendrit yo grandi divergently ak ogmante tandans nan domaj solidifikasyon yo fòme [6].
Grenn pèdi
Kristal bloke refere a rejyon amorphe ant limit grenn jaden oswa kristal ki te fòme pa de oswa plis kristal antrelasman, kolizyon oswa ap grandi ansanm nan yon materyèl. Nan plak la kwen nan lam la turbine SX, koup transvèsal la nan Distribisyon an pral fè eksperyans yon chanjman toudenkou nan gwosè jewometrik, ak distribisyon an jaden tanperati nan zòn sa a se trè konplèks; Pandan pwosesis la solidifikasyon nan lam la, alyaj la undercooling nan kwen nan Distribisyon an depase nwayo a kritik undercooling nan alyaj la, sa ki lakòz nwayo heterogeneous nan enpurte nan kwen nan Distribisyon an, fòme kristal vagabon kwen [9].
Etid anvan yo montre ke lè gwosè a nan plak la kwen se ti, dendrit yo pi wo-lòd nan grenn orijinal yo grandi nan plak la kwen, epi pa gen okenn kristal vagabon yo te fòme. Kòm gwosè a nan plak la kwen ogmante, yon gwo kantite kristal vagabon amann yo te premye fòme nan kwen yo enteryè nan plak la kwen, ak yon kristal vagabon kèk grandi nan plak la kwen nan fòm lan nan dendrit, siprime grenn yo orijinal nan sant la nan plak la kwen [6]. Kòm gwosè a nan plak la kwen kontinye ap ogmante, gen yon gwo undercooling nan kwen nan plak la kwen, likid la alyaj solidifye byen vit, ak yon gwo estrès solidifikasyon solidifikasyon se pwodwi; Pèfòmans nan dissipation chalè nan zòn nan tranzisyon plak-kwen se pòv, undercooling a se ti, ak dandrit yo pwodwi yo kase pa estrès la kontraksyon, fòme kristal vagabon ki grandi nan direksyon sant la nan plak la kwen [9]. Dapre rechèch eksperimantal, rediksyon nan wotè platfòm, ogmantasyon nan longè platfòm, bò a deyò nan platfòm la, ak konpozisyon an alyaj ak kontni segondè nan eleman REFRACTORY (Re, W, TA, HF) tout ogmante tandans nan fòmasyon nan kristal malpwòpte [10].
Ka fòmasyon nan kristal malpwòpte sou plak la kwen dwe kontwole pa optimize pwosesis la solidifikasyon direksyon (diminye pousantaj la solidifikasyon), tretman CLADDING lokal (kouch ak materyèl rezistans tèmik), epi ajoute yon sistèm plantasyon.
Fmove
Nan etap nan pita nan kwasans lan nan yon sèl lam kristal, espesyalman nan yon distans soti nan plak la refwadisman dlo, li fasil yo fòme kèk chèn-tankou, grenn amann ekilib paralèl ak direksyon an kwasans kristal. Paske sifas la domaj apre korozyon makroskopik montre tach evidan, yo rele sa freckles oswa chenn freckle. Koulye a, estrikti a nan lam turbine gen tandans yo dwe konplike, ak kontni an nan wo-fonn-pwen eleman alyaj nan alyaj la ap kontinye ogmante, ki mennen nan yon ogmantasyon nan tandans nan fòmasyon freckle.
Se mekanis nan fòmasyon nan freckles sitou ki te koze pa konveksyon an nan likid alyaj ki te koze pa segregasyon solute pandan solidifikasyon, epi li se tou ki gen rapò ak renovasyon an nan dendrit segondè ak deformation nan dendrit prensipal. Nan pwosesis la DS, W ak RE yo rich nan zòn nan tij dendrite, ak Al ak TA yo rich nan likid la alyaj ant dendrit. Gen yon diferans dansite ant ansyen an ak lèt la. Kòm zòn nan bouyi solidifye, diferans ki genyen ant dansite a nan likid la alyaj nan zòn nan bouyi ak dansite nan likid la nan devan an solidifikasyon ogmante. Distribisyon nan dansite nan anba tèt ak limyè anba lakòz likid la alyaj nan zòn nan bouyi yo dwe sijè a flotan anwo. Lè se rezistans a gluan nan likid la alyaj nan zòn nan bouyi depase, likid la alyaj nan zòn nan bouyi pral convect ant dendrit yo ak fòme yon kanal konveksyon nan yon lajè sèten nan zòn nan bouyi. Koule sa a likid alyaj pral fonn oswa kraze dendrit yo fòme fragman dendrite. Si fragman sa yo dendrite pa gen tan koule soti nan kanal la ak likid la alyaj epi yo rete nan kanal la, yo pral fòme tach sou sifas la Distribisyon kòm kanal la solidifye [11].
Ogmante kontni an nan TA ak Alloy Alloy konpozan ak diminye kontni an nan W ak RE ka ede diminye tandans nan fòmasyon freckle. Nan pwosesis la DS, ogmante pousantaj la rale ak ogmante gradyan nan tanperati a ka diminye tandans nan fòmasyon freckle. Vibration ka siyifikativman febli konveksyon an nan faz la likid pandan solidifikasyon direksyon, kidonk diminye tandans nan fòmasyon freckle.
Ba fwontyè grenn ang
Se fòmasyon nan ba-ang limit grenn jaden ki gen rapò ak devyasyon nan oryantasyon nan dendrit ki te koze pa deformation dendrite: (1) estrès tèmomekanik ki te pwodwi pa presipitasyon nan 'faz pandan kwasans fiks-eta; (2) blokaj la ak èkstruzyon nan koki a mwazi lakòz estrès kontraksyon nan dendrit yo; (3) konveksyon solit la ki te koze pa jaden an tanperati inegal nan zòn nan bouyi ak fòs la asimetri sou dendrit yo mennen nan deformation plastik nan dendrit yo, ki deklannche chanjman an kimilatif nan oryantasyon dendrite. Se fwontyè a grenn ki ba-ang ki te fòme nan junction de dendrite a detounen ak orijinal la ki pa difize dendrite.
Lè yon gwo-gwosè sèl kristal lam solidifye, li difisil pou koòdone nan S/L yo kenbe yon eta planar (konkav lè vitès la rale se segondè, epi konvèks lè vitès la rale ki ba). Direksyon an gradyan tanperati nan koòdone nan ki pa dwat S/L pa kowenside ak direksyon an aksyal nan echantiyon an. Nenpòt fluctuations nan pwosesis solidifikasyon an ka lakòz chanjman oryantasyon, kidonk fòme limit ki ba-ang grenn jaden. Sa yo fluctuations ka lakòz kèk dendrit yo grandi nan yon eta ki pa fiks pandan pwosesis la kwasans soti nan zòn nan ekspansyon nan kò a lam, ki kapab lakòz yon ang nan fwontyè a grenn ki ba-ang nan kò a lam sitou konsantre nan seri a nan 2 degre -6 degre. Sa a se detèmine pa pwopriyete yo solidifikasyon nan alyaj la, epi li difisil a jwenn yon fason rezonab pou fè pou evite li [12].
Nimewo a nan ti-ang limit grenn jaden nan zòn nan ekstansyon se siyifikativman pi ba pase sa ki nan kò a lam, ak ang lan misorientation se tou pi piti anpil, men kantite kote ki gen ang misorientation mwens pase 2 degre nan zòn nan ekstansyon ak kò a lam se konparab, ki endike ke yo gen kapasite konparab yo pwodwi ti misorientasyon. Sa a se paske zòn nan ekstansyon se nan premye etap yo byen bonè nan yon sèl kwasans kristal, ak pi dendrit montre fiks-eta kwasans, pandan y ap kantite dendrit nan kwasans fiks-eta nan zòn nan ekstansyon ak kò a lam se konparab.
Kristal trase
Kristal stri yo se yon kalite etwat domaj lineyè sou sifas la nan yon Distribisyon, sitou ki rive sou pati a anwo nan lam la nan yon Distribisyon. Yo jeneralman sou 1 mm lajè ak plizyè nan dè dizèn de MM lontan, ak yon pozisyon ki idantifye ki idantifye. Yo jeneralman disparèt apre yo fin grandi pou yon santimèt kèk, men yo ka tou elaji lateralman nan lam la tout antye, devlope soti nan yon domaj lineyè nan yon twa dimansyon gwo-echèl domaj ak transfòme nan yon domaj kristal divès. Direksyon nan kristal la tras se toujou fondamantalman ki konsistan avèk direksyon an kwasans nan dendrite a nan ki kote.
Aparans nan kristal tras se akòz lefèt ke kòf prensipal la nan yon dendrite sèl sou sifas la nan Distribisyon an se chire nan zòn nan bouyi, men se soude pa likid la rezidyèl, ki montre yon pwen kòmanse evidan. Rezon prensipal ki fè sa a chire se ke kontraksyon an dendrite ki te koze pa adezyon an nan koki a se grav anpeche oswa se fòs la dendrite grav domaje akòz koupe nan enklizyon an. Dendrite a chire pral sibi yon sèten degre nan deformation an jeneral, fòme yon grenn etwat ki fèmen pa yon ti-ang fwontyè grenn jaden sou estrikti a matris [12].
Rkristalizasyon
SX se sitou ki konpoze de faz ak 'faz nan fòm lan nan konbinezon eutectic. Lè enèji lokal la se wo akòz konsantrasyon an nan estrès deformation nan zòn nan lokal nan sifas la, ak Lè sa a, lè li rive nan yon tanperati sèten nan chofaj ki vin apre a, faz la 'fonn nan alyaj la kristal sèl. Apre yap divòse a, li trè fasil pou fòme yon estrikti selilè nan zòn yap divòse faz la. Sifas la rkristalizasyon nan SX premye kòmanse nan zòn nan baton dendrite nan sifas la. Premye òganizasyon an se selilè. Lè sa a, grenn yo kòmanse grandi piti piti nan faz la eutectic / 'zòn ki gen faz koryas'. Se kwasans lan nan grenn rkristalize akonpaye pa yon koòdone klè ant grenn yo 'kristal ak matris la [13]. Yon kondisyon enpòtan pou fòmasyon nan grenn rkristalize: yap divòse faz jete a.
