Soladú treo na lanna criostail aonair faoi choinníollacha tionsclaíocha ag baint úsáide as an modh réitigh forbartha aer-fuaraithe
Sa pháipéar seo, rinneadh staidéar ar éifeacht an fhuaraithe gáis ar mhionstruchtúrú lanna criostail aonair a tháirgtear trí phróiseas réitigh fuaraithe gáis DGCC. Sroicheann an spásáil lámh dendrite bunscoile (PDAS) an luach is airde ar an aerdhuille agus an luach is ísle ar an ardán lann. Mar sin féin, nuair a úsáidtear modh Bridgman, athraíonn luach PDAS feadh an lann sa treo eile. Mar thoradh ar mhodh réitigh fuaraithe gáis DGCC tá laghdú de thart ar 100 μm ar luach PDAS san ardán lann i gcomparáid le fuarú radiant traidisiúnta.
Sa phróiseas um sholadú treorach ar superalloy nicil-bhunaithe, déantar an struchtúr dendrite a scagadh trí spásáil na láimhe dendrite bunscoile (PDAS) a laghdú agus an grádán teocht aiseach a mhéadú ar thaobh tosaigh an tsoilsithe, ionas go bhfeabhsófar an teocht oibriúcháin agus airíonna meicniúla aonair. lanna criostail. I modh Bridgman, cuireann an t-aistriú teasa radanta idir an workpiece agus an foirnéis teorainn mhór ar éifeachtacht fuaraithe bhlaosc múnla, rud a fhágann go laghdaítear an grádán teochta agus ní chabhródh sé le mionstruchtúrú dendrite. Mar sin, chun cáilíocht chriostail aonair agus toradh próisis a fheabhsú, forbraíodh modhanna malartacha soladú treorach, mar shampla fuarú miotail leachtach (LMC), réitigh fuaraithe gáis (GCC), soladú treo anuas (DWDS) agus fuarú leaba carbóin sreabhánaithe. modh (FCBC).
Sna modhanna thuasluaite, chomh maith le fuarú radaíochta, úsáidtear fuarú convection go príomha chun éifeachtacht eastóscadh teasa an dromchla bhlaosc múnla a fheabhsú. I modhanna fuaraithe miotail leachtacha (LMC) agus fuarú leaba sreabhánaithe carbóin (FCBC), tá an bhlaosc múnla tumtha i folctha fuaraithe agus leaba sreabhánaithe, faoi seach. I modhanna réitigh gáis-fuaraithe (GCC) agus soladú treo anuas (DWDS), déantar gás a instealladh isteach i dromchla an bhlaosc chun an réitigh a fhuarú agus é ag bogadh ó chrios teasa na foirnéise. Léiríonn forbairt leanúnach modhanna táirgthe lann ag baint úsáide as gás fuaraithe támh acmhainneacht mhór na modhanna seo, toisc go bhfuil an costas sách íseal i gcomparáid le modh fuaraithe miotail leachtach LMC, agus feabhsaítear microstructure an phíosa oibre i gcomparáid le modh Bridgman. Konter et al. léirigh sé modh chun lanna móra tuirbíní gáis (IGT) a dhéanamh ag baint úsáide as gáis fhuaraithe támh, agus léirigh Wang et al. úsáid as an modh seo chun lanna tuirbín eitlíochta beaga a tháirgeadh. Tá sé seo go leor chun a chruthú gur bealach éifeachtach é úsáid gáis fhuaraithe támha chun an grádán teochta a fheabhsú go héifeachtach agus an struchtúr dendrite a bheachtú. Cé go bhfuil na modhanna seo éifeachtach, d'fhéadfadh feidhmchláir an-teoranta a bheith acu i ndéantúsaíocht lann ar scála tionsclaíoch, go háirithe nuair a chuirtear teilgin iolracha ag an am céanna i gcásanna casta bás.
Má úsáidtear blaosc casta ina bhfuil go leor comhpháirteanna is féidir an sciath teasa a mheaitseáil le próifíl sheachtrach an bhlaosc an-chasta. Fágann sé seo go bhféadfadh gás sreabhadh aníos idir comhpháirteanna, rud nach gcuidíonn le fuarú an bhlaosc múnla atá sa seomra teasa taobh istigh den fhoirnéis. Ina dhiaidh sin, is féidir le hathshuí an nozzle síos i dtreo an fáinne uisce-fuaraithe éifeacht teirmeach an tsreabhadh gáis támh ar sholadú an réigiúin ghreamú den réitigh a laghdú. Léiríonn an anailís pháipéir foilsithe go bhfuil ard-acmhainneacht ag modhanna soladaithe treorach ag baint úsáide as gáis fuaraithe. Mar sin féin, níl aon fhaisnéis ann faoi láthair maidir le cur i bhfeidhm an mhodha seo ar lanna táirgeachta múnla ceirmeacha casta le comhpháirteanna iomadúla. Mar sin, rinne Sikovok iarracht teicneolaíocht soladaithe treorach ar scála tionsclaíoch a fhorbairt le haghaidh lanna tuirbín sár-chóimhiotail nicil-bhunaithe ag baint úsáide as sliogáin mhúnlaí Fuarú Gáis thámh, ar a dtugtar Réitigh Fuarú Gáis Forbartha (DGCC) ard-mhodh réitigh fuaraithe gáis. Sa staidéar seo, fuaraíodh an bhlaosc múnla trí ghás támh a instealladh ar luasanna sársonacha ó il-soic atá suite faoin sciath teasa. Is féidir le húsáid soic Uillinn athróg sreabhadh an gháis támh a dhíriú i gceart ar dhromchla bhlaosc cruth casta le teilgin iolracha. Fuair an staidéar amach gur chabhraigh úsáid fuarú gáis leis an ráta fuaraithe a mhéadú agus an spásáil lámh dendrite bunscoile (PDAS) a laghdú ar an ardán lann criostail aonair i gcomparáid le fuarú radaíoch traidisiúnta ar mhodh Bridgman. Léiríonn na réamhthorthaí gur féidir modh réitigh fuaraithe gáis DGCC a úsáid i dtáirgeadh scála tionsclaíoch chun lanna superalloy criostail aonair ardchaighdeáin a tháirgeadh le haghaidh innill aera.
Rinneadh teilgin tástála sár-chóimhiotail CMSX-4 nicil-bhunaithe a sholadach go treo ag baint úsáide as réitigh chaighdeánacha fuaraithe gáis Bridgman agus DGCC chun lanna insamhladh a tháirgeadh. Chun na críche sin, rinneadh dhá chineál comhpháirteanna múnla céir mar bhunús chun sliogáin mhúnlaí ceirmeacha a dhéanamh [Fíor 1(f) agus (g)]. Áirítear ar na tionóil múnla céir múnla pláta fuaraithe trastomhas 250 mm, córas doirteadh, cupán doirteadh, ocht lanna insamhladh, agus roghnóirí criostail agus ardaitheoirí.
Cuirtear na lanna mar a thaispeántar i bhFíor 1(f). Tumtar na comhpháirteanna ansin i sciodar ceirmeach, agus ina dhiaidh sin cuirtear cáithníní alúmana i leaba sreabhánaithe chun an chéad sciath den bhlaosc múnla a dhéanamh. Baineadh úsáid as Mullite sa dara sraith. Rinneadh an dá chéim thuas arís agus arís eile chun naoi gcóta a fháil, le tiús thart ar 7 mm ar an meán don bhlaoscán [Fíor 1(g)].
Leáigh an múnla céir ón taobh istigh den bhlaosc múnla, a réamhthéitear ansin go 800 céim Celsius. Suiteáil an bhlaosc múnla ullmhaithe ar phláta fuar an tseomra fuaraithe san fhoirnéis [Fíor 1(b)]. Rinneadh an chéad chéim de sholadú treorach ar lann criostail aonair trí mhodh réitigh fuaraithe gáis DGCC i bhfoirnéis leá ionduchtaithe i bhfolús JetCaster, agus cuireadh gás argón leis chun fuarú múnla a neartú. Tá an foirnéis comhdhéanta de sheomra teasa agus fuaraithe, córas tarraingthe blaosc múnla le luas sonrach, agus tá sé feistithe le córas a fhéadfaidh gáis támh a shreabhadh isteach sa seomra fuaraithe [Fíor 1(a) go (c)]. Tá an bhlaosc suiteáilte ar an pláta fuaraithe agus aistríodh go dtí an seomra teasa taobh istigh den foirnéise, atá réamhthéite go 1520 céim Celsius ag baint úsáide as téitheoir ionduchtaithe crios dúbailte le cumhacht de 125kw. Ansin líontar an múnla téite le sár-chóimhiotail leáite nicil-bhunaithe CMSX den teocht chéanna agus tarraingítear siar é ar rátaí difriúla ó chrios teasa na foirnéise go dtí an crios fuaraithe. Is é 3 mm/nóim an luas tarraingt amach sna réigiúin tosaithe agus roghnóireachta, agus 12 mm/nóiméad i réigiún an lann [Fíor 1(k)]. Sa chrios leanúnach (an crios aistrithe ón deighilteoir go dtí an lann), méadaíonn an luas aistarraingthe de réir a chéile.
