1 Innill Tuirbín Gáis Eitlíochta a Fhorbairt
De réir mar a mhéadaigh na riachtanais feidhmíochta le haghaidh aerárthaí le haghaidh iompair, míleata, táirgthe agus cuspóirí eile, ní fhéadfadh na hinnill loiní is luaithe freastal ar riachtanais eitilte ardluais a thuilleadh. Dá bhrí sin, ó na 1950idí, tá innill tuirbín gáis tar éis éirí de réir a chéile.
I 1928, chuir Sir Frank Whittle ón Ríocht Aontaithe in iúl ina thráchtas céime "Forbairt sa todhchaí i ndearadh aerárthaí" agus é ag déanamh staidéir ar an Acadamh Míleata nach bhféadfadh forbairt innill liáin a bheith in oiriúint do riachtanais airde ard nó luasanna eitilte níos mó ná 800km/h faoin eolas teicniúil ag an am sin. Mhol sé ar dtús an coincheap ar a dtugtar scaird-inneall (inneall mótair): Cuirtear aer comhbhrúite ar fáil don seomra dócháin (dóchán) trí loine traidisiúnta, agus úsáidtear an gás ardteochta a ghintear go díreach chun eitilt a thiomáint, ar féidir é a mheas mar inneall lián móide dearadh seomra dócháin. I dtaighde ina dhiaidh sin, thréig sé an smaoineamh go n-úsáidfí loiní trom agus mí-éifeachtach agus gur moladh é ag baint úsáide as tuirbín (tuirbín) chun aer comhbhrúite a sholáthar don seomra dócháin, agus fuarthas cumhacht an tuirbín ón ngás sceite ardteochta. I 1930, chuir Whittle isteach ar phaitinn, agus i 1937, d'fhorbair sé an chéad inneall turbojet lártheifeacha ar domhan, a úsáideadh go hoifigiúil in aerárthaí Gloster E.28/39 i 1941.
Is féidir innill aerárthaí a roinnt i gceithre chineál bhunúsacha de réir a n -úsáidí agus a saintréithe struchtúracha: innill turbojet, innill tuirbíní, innill turboshaft, agus innill turboprop:
Tugtar innill turbojet ar innill tuirbín gáis eitlíochta, arb iad na hinnill tuirbín gáis is luaithe a úsáidtear iad. Ó thaobh an tslí a ghintear sá, is iad innill turbojet na hinnill is simplí agus is dírí. Braitheann an réasúnaíocht ar an bhfórsa imoibriúcháin a ghineann an t-instealladh ardluais den vortex. Mar sin féin, tógann an t-aer-sreabhadh ardluais a lán teasa agus fuinnimh cinéiteach ar shiúl ag an am céanna, rud a chruthaíonn caillteanas mór fuinnimh.
Roinneann an t -inneall turbofan an t -aer ag sileadh isteach san inneall ina dhá chonair: an ducht istigh agus an ducht seachtrach, a mhéadaíonn an sreabhadh aeir iomlán agus a laghdaíonn teocht sceite agus luas an aeir inmheánaigh inmheánaigh.
Ní ghineann innill turboshaft agus turboprop sá trí instealladh aeir, mar sin laghdaítear an teocht agus an luas sceite go mór, tá an éifeachtúlacht theirmeach sách ard, agus tá an ráta ídithe breosla innill íseal, atá oiriúnach do aerárthaí fadraoin. De ghnáth ní athraíonn luas an liáin, agus faightear sá éagsúla tríd an uillinn lann a choigeartú.
Is inneall é an t -inneall Propfan idir innill Turboprop agus Turbofan. Is féidir é a roinnt in innill propfan le cásanna lián duchtaithe agus innill propfan gan cásanna lián duchtaithe. Is é an t-inneall Propfan an t-inneall nua coigilte fuinnimh is iomaíche atá oiriúnach le haghaidh eitilte fo-fhuinnimh.
Tá innill aeraspáis shibhialta imithe trí níos mó ná leathchéad bliain d'fhorbairt. Tá struchtúr an innill tar éis teacht chun cinn ón inneall tuirbín lártheifigh luath go dtí an t-inneall sreafa aiseach aon-ró-ró-ró-ró-ró-ró-ró-ró-ró-ró-ró-ró-ró-ró-ró-ró-ró-ailt go dtí an t-inneall turbofan cóimheas seachbhóthar íseal, agus ansin go dtí an t-inneall turbofan cóimheas seachbhóthar ard. Rinneadh an struchtúr a uasmhéadú go leanúnach le héifeachtacht agus iontaofacht a shaothrú. Ní raibh an teocht ionraoin tuirbín ach {1200-1300 k sa chéad ghlúin d'innill turbojet sna 1940idí agus sna 1950í. Mhéadaigh sé thart ar 200K le gach uasghrádú aerárthaí. Faoi na 1980í, shroich teocht ionraoin tuirbín an ceathrú glúin ard -scairdeanna troda 1800-2000 k [1].
Is é prionsabal an chomhbhrúiteora aeir lártheifigh ná go spreagann an impeller an gás chun rothlú ar luas ard, ionas go ngineann an gás fórsa lártheifeacha. Mar gheall ar shreabhadh brú an gháis sa impeller, méadaítear ráta sreafa agus brú an gháis tar éis dó dul tríd an impeller, agus déantar aer comhbhrúite a tháirgeadh go leanúnach. Tá gné ghearr aiseach aige agus cóimheas brú aonchéime ard. Is comhbhrúiteoir é comhbhrúiteoir axialflow a bhfuil an sreabhadh aeir ag rith go bunúsach le hais an impeller rothlach. Is éard atá sa chomhbhrúiteoir sreafa aiseach ilchéimeanna, tá sraith lanna rótair i ngach céim agus sraith de lanna stator ina dhiaidh sin. Is é an rótar na lanna oibre agus an roth, agus is é an stator an treoir. Déantar an t-aer a luathú den chéad uair ag na lanna rótair, atá luasmhoillithe agus comhbhrúite sa chainéal lann stator, agus déantar é a athdhéanamh sna lanna ilchéime go dtí go sroicheann an cóimheas brú iomlán an leibhéal riachtanach. Tá trastomhas beag ag an gcomhbhrúiteoir sreafa aiseach, rud atá áisiúil d'úsáid ilchéime chun cóimheas brú níos airde a fháil.
Is iondúil go n -úsáideann innill tuirbíní cóimheas seachbhóthar, cóimheas brú innill, teocht ionraoin tuirbín, agus cóimheas brú lucht leanúna mar pharaiméadair dearaidh:
Cóimheas Seachbhóthar (BPR): An cóimheas idir mhais an gháis a shreabhann trí na duchtanna asraon go mais an gháis ag sileadh trí na duchtanna istigh san inneall. De ghnáth tugtar an comhbhrúiteoir brú íseal ar an rótar ag tosach innill turbojet, agus is iondúil go dtugtar an lucht leanúna ar an rótar ag tosach inneall turbofan. Téann an gás brúite a théann tríd an gcomhbhrúiteoir brú íseal trí gach cuid den inneall turbojet; Tá an gás a théann tríd an lucht leanúna roinnte sna duchtanna istigh agus seachtracha. Ó tháinig innill tuirbíní chun cinn, tá méadú ag teacht ar BPR, agus tá an treocht seo le feiceáil go háirithe in innill tuirbíní sibhialta.
Cóimheas brú an innill (EPR): an cóimheas idir an brú iomlán ag an asraon nozzle agus an brú iomlán ag an ionraoin chomhbhrúiteora.
Empereture Inlet Tuirbín: Teocht sceite an tseomra dócháin nuair a théann sé isteach sa tuirbín.
Cóimheas Comhbhrú Fan: Tugtar cóimheas comhbhrúite air freisin, an cóimheas idir an brú gáis ag an asraon comhbhrúiteora agus an brú gáis ag an ionraoin.
Dhá éifeachtúlacht:
Éifeachtúlacht theirmeach: tomhas ar cé chomh héifeachtach agus a athraíonn inneall an fuinneamh teasa a ghintear trí dhó go fuinneamh meicniúil.
Éifeachtúlacht tiomána: tomhas ar an gcion den fhuinneamh meicniúil a ghineann an t -inneall a úsáidtear chun an t -aerárthach a thiomáint.
第一篇结束
2 fhorbairt lann tuirbín
Forbairt atriallach
Ag glacadh le hinneall turbofan mar shampla, is ionann luach na lanna agus 35%, agus is cuid chriticiúil iad i monarú innill aerárthaí. In inneall, tá 3, 000 go 4, 000 lanna eitlíochta, ar féidir iad a roinnt i dtrí chatagóir: lanna lucht leanúna, lanna comhbhrúiteora, agus lanna tuirbín. Is é luach na lanna tuirbín an líon is airde, a shroicheann 63%. Ag an am céanna, is iad na lanna a bhfuil an deacracht déantúsaíochta is airde acu agus an costas déantúsaíochta in innill turbofan [2].
Sna 1970í, ba iad na Stáit Aontaithe an chéad duine a d'úsáid lanna soladach treo PWA1422 in innill aerárthaí míleata agus sibhialta.
Tar éis na 1980í, mhéadaigh an cóimheas sá-go-meáchain den inneall tríú glúin go dtí níos mó ná 8, agus thosaigh na lanna tuirbín ag úsáid an chéad ghlúin SX, PWA1480, Renén4, CMSX -2 agus DD3 na Síne. Tá a chumas teochta 80k níos airde ná an cumas a bhaineann leis an treo is fearr a chaitheann an t-airgead a chaitheann cóimhiotal ardteochta PWA1422. Buntáistí. In éineacht leis an scannán a fhuaraíonn teicneolaíocht log aon-chainéil, sroicheann teocht oibriúcháin na lanna tuirbín 1600-1750 k. .
Baineann an t-inneall Turbofan ceathrú glúin úsáid as an dara glúin SXPWA1484, Renén5, CMSX -4, agus DD6. Trí eilimintí agus teicneolaíocht fuaraithe aeir ardbhrú a chur leis, sroicheann teocht oibriúcháin na lanna tuirbín 1800k -2000 k. Ag 2000k agus 100h sroicheann an neart buan 140MPA.
Áirítear leis an tríú glúin SX a forbraíodh tar éis na 1990í Renén6, CMRX -10, agus DD9, a bhfuil buntáistí láidreachta an-soiléire acu thar an dara glúin SX. Faoi chosaint na gcainéal fuaraithe casta agus na mbratuithe bacainní teirmeacha, is féidir leis an teocht ionraoin tuirbín a sheasamh le 3000k. Sroicheann an cóimhiotal cumaisc idirmheánach a úsáidtear sna lanna 2200K, agus sroicheann an neart buan 100h 100MPA.
Faoi láthair tá an ceathrú glúin SX arna léiriú ag MC-NG [4], TMS {-138, etc., agus an cúigiú glúin SX a léirítear ag TMS -162, etc. Is é an tréith a bhaineann lena chomhdhéanamh ná eilimintí nua cré amhail RU agus PT a fheabhsú go suntasach, a fheabhsaíonn feidhmíocht ardtéarmach SX. Tá 1150 céim bainte amach ag teocht oibre an chóimhiotail ardteochta cúigiú glúin, atá gar don teocht oibriúcháin theoiriciúil de 1226 céim.
3 Forbairt Crystal Superalloys aonair atá bunaithe ar nicil
3.1 Saintréithe Comhdhéanamh agus Comhdhéanamh Céim de Chriostal Aonair Nicil-bhunaithe
De réir an chineáil eilimintí maitríse, is féidir cóimhiotail ardteochta a roinnt ina n-iarann-bhunaithe, bunaithe ar nicil, agus cobalt-bhunaithe, agus iad a fhoroinnt i measc macrostructures, brionnú, agus púdair púdair. Tá feidhmíocht ardteochta níos fearr ag cóimhiotail nicil-bhunaithe ná an dá chineál eile de chóimhiotail ardteochta agus is féidir leo oibriú ar feadh i bhfad i dtimpeallachtaí géara ardteochta.
Tá 50% Ni ar a laghad i gcóimhiotail ardteochta nicil-bhunaithe. Fágann a struchtúr CCFG go bhfuil siad an -chomhoiriúnach le roinnt eilimintí cóimhiotalacha. Is minic a sháraíonn líon na n-eilimintí cóimhiotalacha a chuirtear leis le linn an phróisis dearaidh 10. Is iad seo a leanas comóntacht na n-eilimintí cóimhiotalacha breise: (1) Is eilimintí den chéad scoth iad Ni, Co, Fe, Cr, Ru, R, MO, agus W, a fheidhmíonn mar eilimintí cobhsaíochta austenite; . (3) Is eilimintí tríú rang iad B, C, agus Zr. Tá a méid adamhach i bhfad níos lú ná a n -adamh Ni, agus déantar iad a dheighilt go héasca le teorainneacha gráin na céime, ag imirt ról i neartú teorann gráin [14].
Is iad na céimeanna de chóimhiotail ardteochta criostail amháin atá bunaithe ar nicil ná: céim, céim, céim chomhdhúile, agus céim dhlúth-phacáilte (céim TCP).
Céim: Is céim austenite é an chéim le struchtúr criostail CCFG, ar réiteach soladach é a fhoirmítear le heilimintí amhail Cr, MO, CO, W, agus a dhíscaoileadh i nicil.
Is éard atá i gceist le céim 'Céim:' Comhdhúil idirmheánach Ni3 (AL, TI) de CCFG, a fhoirmítear mar chéim deasctha agus a choinníonn comhleanúnachas agus neamhréir áirithe leis an gcéim mhaitrís, agus tá sé saibhir i Al, Ti, TA agus eilimintí eile.
Céim Carbide: Ag tosú ón dara glúin de SX-bhunaithe Nicil, cuirtear méid beag C leis, agus mar thoradh air sin tá cuma cairbídí. Tá méid beag cairbídí scaipthe sa mhaitrís, a fheabhsaíonn feidhmíocht ardteochta an chóimhiotail go pointe áirithe. Is iondúil go roinntear é i dtrí chineál: MC, M23C6, agus M6C.
Céim TCP: I gcás aosaithe seirbhíse, cuireann eilimintí iomarcacha teasfhulangacha amhail Cr, MO, W, agus Re chun cinn deascadh chéim TCP chun cinn. Is iondúil go ndéantar TCP i bhfoirm pláta. Bíonn tionchar diúltach ag struchtúr an phláta ar airíonna insínteachta, creep, agus tuirse. Tá céim TCP ar cheann de na foinsí crack de réabadh creep.
Meicníocht neartú
Tagann neart na n-superalloys atá bunaithe ar nicil ó chúpláil meicníochtaí ilchruamhacha, lena n-áirítear neartú tuaslagáin sholadach, neartú deasctha, agus cóireáil teasa chun dlús díláithrithe a mhéadú agus forstruchtúr dí-ocsaídithe a fhorbairt chun neartú a sholáthar.
Is é an tuaslagán réiteach soladach ná an neart bunúsach a fheabhsú trí ghnéithe intuaslagtha éagsúla a chur leis, lena n -áirítear Cr, W, Co, MO, RE, agus Ru.
Mar thoradh ar na gathanna adamhacha éagsúla, bíonn saobhadh áirithe laitíse adamhach ann, a chuireann cosc ar ghluaiseacht díláithrithe. Méadaíonn neartú tuaslagáin sholadach leis an méadú ar an difríocht ar mhéid adamhach.
Is é an toradh a bhíonn ar neartú an tuaslagáin sholadaigh ná an fuinneamh locht cruachta (SFE) a laghdú, rud a chuireann cosc ar chros-dhíscaoileadh den chuid is mó, arb é an príomh-mhodh dífhoirmithe criostail neamh-idéalach ag teochtaí arda.
Meicníocht eile is ea braislí adamhacha nó microstruchtúir ordaithe gearrthréimhseacha a chuidíonn le neartú a fháil trí thuaslagán soladach. Ath -adaimh i SX a dheighilt i réigiún struis teanntachta an chroí dhíscaoilte ag an gcomhéadan / ', ag cruthú "atmaisféar cottrell", a chuireann cosc go héifeachtach ar ghluaiseacht dí -ocsaídithe agus iomadú crack. .
RE, W, MO, RU, CR, agus CO Neartaíonn an chéim go héifeachtach. Tá ról thar a bheith tábhachtach ag an tuaslagán soladach ar an maitrís i neart na gcóimhiotal ardteochta nicil-bhunaithe.
Bíonn tionchar ag codán toirt agus méid na céime ar an éifeacht chruaite deasctha. Is é an cuspóir atá le comhdhéanamh na gcóimhiotail ardteochta a bharrfheabhsú ná codán toirt an 'chéim a mhéadú agus na hairíonna meicniúla a fheabhsú. Is féidir le cóimhiotail ardteochta SX 65% {-75% den 'chéim a bheith ann, agus mar thoradh air sin tá neart maith creep. Is ionann é seo agus uasluach úsáideach éifeacht neartú an chomhéadain / ', agus mar thoradh ar mhéadú breise beidh laghdú suntasach ar neart. Bíonn tionchar ag méid na gcáithníní céime ar neart na gcóimhiotail ardteochta a bhfuil codán toirte ardchéime acu. Nuair a bhíonn an 'méid na céime beag, bíonn claonadh ag dreapadh timpeall air, agus mar thoradh air sin laghdaítear neart an chromáin. Nuair a chuirtear iallach ar dhíláithriú an 'chéim a ghearradh, sroicheann an neart creep a uasmhéid. De réir mar a mhéadaíonn na cáithníní céime i méid, bíonn claonadh ag díláithriú eatarthu, rud a fhágann go mbíonn laghdú ar neart creep [14].
Tá trí phríomh -mheicníocht neartaithe deasctha ann:
Neartú neamhréir laitíse: 'Tá an chéim scaipthe agus deasctha sa mhaitrís chéim ar bhealach comhleanúnach. Is struchtúir CCFG iad an dá cheann. Léiríonn an neamhréir laitíse cobhsaíocht agus staid struis an chomhéadain chomhtháite idir an dá chéim. Is é an cás is fearr ná go bhfuil an struchtúr criostail céanna agus na paraiméadair laitíse den gheoiméadracht chéanna ag an maitrís agus ag an gcéim deasctha, ionas gur féidir céimeanna níos deasctha a líonadh isteach sa chéim. Is é an raon neamh-chomhoiriúnaithe de chóimhiotail ardteochta nicil-bhunaithe ná 01%. Is léir go ndéantar RE agus RU a dheighilt leis an gcéim. Méadaíonn an méadú ar RE agus RU an neamhréir laitíse.
Neartú Orduithe: Beidh gearradh díláithrithe ina chúis le neamhord idir an mhaitrís agus an chéim deasctha, a éilíonn níos mó fuinnimh
Meicníocht sheachbhóthar díláithrithe: ar a dtugtar meicníocht Orowan (boghadh Orowan), is meicníocht neartú í ina gcuireann an chéim deasctha sa mhaitrís miotail bac ar an dí -áitiú atá ag gluaiseacht ó leanúint ar aghaidh ag bogadh. Prionsabal Bunúsach: Nuair a thagann an díláithriú ag gluaiseacht le cáithnín, ní féidir leis dul tríd, agus mar thoradh air sin tá iompar, fás líne dí -ocsaídithe, agus méadaíonn an fórsa tiomána riachtanach, rud a fhágann go neartaítear éifeacht.
3.3 Modhanna réitigh cóimhiotail ardteochta a fhorbairt
Is féidir an cóimhiotal is luaithe a úsáidtear i dtimpeallachtaí ardteochta a rianú siar go dtí aireagán Nichrome i 1906. Spreag teacht chun cinn comhbhrúiteoirí turbo agus innill tuirbín gáis forbairt shubstaintiúil cóimhiotail ardteochta. Táirgeadh lanna an chéad ghlúin d'innill tuirbín gáis trí easbhrúite agus trí bhrionnú, a raibh teorainneacha na n -amanna acu. Faoi láthair, is trí réitigh infheistíochta den chuid is mó a dhéantar lanna tuirbín cóimhiotail ardteochta, go háirithe soladú treo (DS). Chruthaigh foireann Versnyder Pratt & Whitney an modh DS den chéad uair sna Stáit Aontaithe sna 1970idí [3]. Sna blianta fada den fhorbairt, tá athrú tagtha ar an ábhar is fearr le haghaidh lanna tuirbín ó chriostail chothromaithe go criostail columnar, agus ansin tá sé optamaithe go hábhair chóimhiotail ardteochta criostail amháin.
Baintear úsáid as teicneolaíocht DS chun comhpháirteanna cóimhiotail cóimhiotail columnar a tháirgeadh, a fheabhsaíonn go mór an insínteacht agus friotaíocht turraing teirmeach cóimhiotail ardteochta. Cinntíonn teicneolaíocht DS go bhfuil treoshuíomh [001] ag na criostail columnar a tháirgtear, atá comhthreomhar leis an bpríomh -ais struis den chuid, seachas le treoshuíomh criostail randamach. I bprionsabal, ní mór do DS a chinntiú go ndéantar an miotal leáite sa réitigh a sholadú leis an miotal beatha leachtach i gcónaí i stát atá solaraithe i gcónaí.
Ní mór do réitigh criostail columnar dhá choinníoll a chomhlíonadh: (1) Cinntíonn sreabhadh teasa aontreo go mbogann an comhéadan soladach-leacht ag pointe fáis an ghrá i dtreo amháin; (2) Ní gá go mbeadh aon núicléas os comhair treo gluaiseachta an chomhéadain leachta soladach.
Toisc go dtarlaíonn briseadh na lann de ghnáth i struchtúr lag ardteochta na teorann gráin, chun deireadh a chur leis an teorainn gráin, úsáidtear múnla soladaithe le struchtúr “roghnóir gráin” le linn an phróisis sholadaithe treo. Tá méid trasghearrthach an struchtúir seo gar don mhéid gráin, ionas nach dtéann ach grán amháin a fhástar go barrmhaith isteach i gcuas múnla an réitigh, agus ansin go bhfásfaidh sé i bhfoirm criostail amháin go dtí nach bhfuil an lann iomlán comhdhéanta de ghrá amháin.
Is féidir an roghnóir criostail a roinnt ina dhá chuid: an bloc tosaigh agus an bíseach:
Ag tús an phróisis DS, tosaíonn na grán ag núiclíniú ag bun an bhloic tosaigh. Sa chéim luath d'fhás gráin, tá an líon mór, tá an méid beag, agus tá an difríocht treoshuímh mór. Is é an t -iompar fáis iomaíoch idir na grán is mó, agus tá an éifeacht blocála geoiméadrach atá ag an taobh -bhalla lag. Ag an am seo, is léir an éifeacht optamaithe treoshuímh; Nuair a mhéadaíonn airde na ngrán sa bhloc tosaigh, laghdaíonn líon na ngrán, méadaíonn an méid, agus tá an treoshuíomh gar. Laghdaíonn an t -iompar fáis iomaíoch idir na grán, agus is é an éifeacht gheoiméadrach atá ag an taobh -bhalla, ag cinntiú gur féidir an treo criostail a uasmhéadú go leanúnach, ach déantar an éifeacht optamaithe treoshuímh a lagú. Trí gha an bhloic tosaigh a laghdú agus airde an bhloic tosaigh a mhéadú, is féidir treoshuíomh na ngrán a théann isteach sa rannóg bíseach a uasmhéadú go héifeachtach. Mar sin féin, laghdóidh méadú ar fhad an bhloic tosaigh spás fáis éifeachtach an réitigh, agus tabharfaidh sé timthriall táirgthe agus costas ullmhúcháin duit. Dá bhrí sin, is gá struchtúr geoiméadrach an tsubstráit a dhearadh go réasúnach.
Is é príomhfheidhm an bíseach criostail aonair a roghnú go héifeachtach, agus tá an cumas chun an treoshuíomh gráin a bharrfheabhsú lag. Nuair a dhéantar an próiseas DS i bíseach, soláthraíonn an cainéal cuartha spás d'fhás brainse dendrite, agus cuireann na dendrites tánaisteacha de na grán chun cinn i dtreo na líne liquidus. Tá treocht forbartha cliathánach láidir ag na grán, agus tá treoshuíomh na ngrán i stát luaineach, le héifeacht lagfheabhsaithe lag. Dá bhrí sin, braitheann roghnú grán sa bíseach go príomha ar an mbuntáiste srianta geoiméadrach, ar bhuntáiste fáis iomaíoch, agus ar bhuntáiste leathnaithe spásúlachta na ngrán sa deighleog bíseach [7], seachas an buntáiste fáis a bhaineann le treoshuíomh tosaíochta na ngrán, a bhfuil randamacht láidir aige [6]. Dá bhrí sin, is é an chúis is mó le teip roghnú criostail ná nach bhfuil an ról ag an bíseach mar an roghnú criostail aonair. Trí thrastomhas seachtrach an bíseach a mhéadú, ag laghdú na páirce, trastomhas an dromchla bíseach, agus ag laghdú na huillinne tosaigh, is féidir an éifeacht roghnúcháin criostail a fheabhsú go suntasach.
Éilíonn ullmhú lanna tuirbín criostail amháin níos mó ná dosaen céim (bruithniú máistir cóimhiotail, ullmhúchán sliogán criostail amháin, cumraíocht chasta ullmhúchán ceirmeach, réitigh leá, soladú treo, cóireáil teasa, cóireáil dromchla, ullmhúchán sciath teirmeach bacainn, etc.). Tá an próiseas casta i mbaol lochtanna éagsúla, mar shampla grán fáin, freckles, teorainneacha gráin uillinne beaga, criostail streak, diall treoshuímh, athchriostalú, teorainneacha gráin uillinne móra, agus teip roghnúcháin criostail.
第2篇结束
4 Foirmiú Fabht sa phróiseas DS
De réir mar a éiríonn struchtúr na lanna ard-tuirbín níos casta agus níos mó i méid, tá éagsúlacht de lochtanna soladaithe cosúil le grán fáin, freckles, teorainneacha gráin íseal-uillinn, criostail streaky, diall treoshuímh, athchriostalú, teorainneacha gráin ard-uillinn, agus teip roghnaithe criostail níos dóchúla go dtarlóidh siad le linn an phróisis fáis criostail amháin. Is dúshlán mór é lanna tuirbín a chaitheamh i bhfoirm criostail aonair do theilgcheártaí.
Tá na fadhbanna atá ann i lanna tuirbín criostail aonair comhchruinnithe den chuid is mó sa phróiseas fáis, a bhfuil dlúthbhaint aige le struchtúr agus le próiseas fáis lanna tuirbín criostail aonair. First, the turbine blade body is thin, the tenon is thick and large, the cross-sectional shape is variable, the curvature varies greatly, the internal cooling structure is extremely complex, and there are many microstructures such as air mold holes and spoiler columns, which lead to tortuous and variable dendrite growth paths and drastic changes in growth rate, which can easily cause dendrite torsion and orientation deviation, and induce lochtanna soladaithe. Níos dáiríre, leathnóidh an méadú ar mhéid lann tuirbín cosán fáis an chriostal aonair, go háirithe ag deireadh an phláta fuaraithe uisce. Sa chéim níos déanaí den fhás criostail aonair, laghdaíonn an grádán teochta go géar leis an méadú ar an bhfad, rud a fhágann go bhfásfaidh dendrites go héagsúil agus go méadaíonn sé claonadh na lochtanna soladaithe go foirmiú [6].
Gráin fáin
Tagraíonn criostail atá gafa do réigiúin éagruthacha idir teorainneacha gráin nó criostail atá déanta ag dhá chriostail nó níos mó a dhéanann idirnascadh, imbhualadh nó fás le chéile in ábhar. I bpláta imeall an lann tuirbín SX, beidh athrú tobann ar mhéid geoiméadrach ag trasghearradh an réitigh, agus tá an dáileadh allamuigh teochta sa limistéar seo an -chasta; Le linn an phróisis sholadaithe den lann, tá an cóimhiotal atá ag dul i léig ar imeall an réitigh níos mó ná an t -uafás núicléach criticiúil den chóimhiotal, agus mar thoradh air sin déantar núicléasc ilchineálach ar eisíontais ar imeall an réitigh, ag cruthú criostail tramp imeall [9].
Léirigh staidéir roimhe seo nuair a bhíonn méid an phláta imeall beag, go bhfásann na dendrites ardoird de na grán bunaidh isteach sa phláta imeall, agus nach ndéantar aon chriostail tramp. De réir mar a mhéadaíonn méid an phláta imeall, cruthaítear líon mór criostail mhín tramp ar dtús ag coirnéil istigh an phláta imeall, agus fásann cúpla criostail tramp isteach sa phláta imeall i bhfoirm dendrites, ag cur na ngrán bunaidh i lár an phláta imeall [6]. De réir mar a leanann méid an phláta imeall ag méadú, tá tearcghluaiseacht mhór ar imeall an phláta imeall, déanann an leacht cóimhiotal soladú go tapa, agus gintear strus crapadh soladaithe mór; Tá an fheidhmíocht diosctha teasa i gceantar trasdula an phláta lann bocht, tá an t-undercooling beag, agus tá na dendrites ginte briste ag an strus crapadh, ag cruthú criostail tramp a fhásann i dtreo lár an phláta imeall [9]. De réir taighde turgnamhach, méadaíonn laghdú airde an ardáin, méadú ar fhad an ardáin, taobh seachtrach an ardáin, agus comhdhéanamh an chóimhiotail le hábhar ard eilimintí teasfhulangacha (RE, W, TA, HF) claonadh criostail neamhíonachta [10].
Is féidir foirmiú criostail neamhíonachta ar an bpláta imeall a rialú tríd an bpróiseas soladach treo a bharrfheabhsú (an ráta soladaithe a laghdú), cóireáil cumhdaigh áitiúil (sciath le hábhair friotaíochta teirmeacha), agus córas síolú a chur leis.
Freckle
Sa chéim níos déanaí den fhás ar lanna criostail aonair, go háirithe ar fad ón bpláta fuaraithe uisce, tá sé éasca roinnt grán fíneáil, fíneáil a dhéanamh cosúil leis an treo fáis criostail. Toisc go dtaispeánann an dromchla fabht tar éis creimthe macrascópach spotaí soiléire, tugtar freckles nó slabhraí freckle air. Faoi láthair, is gnách go mbíonn struchtúr na lanna tuirbín casta, agus leanann ábhar na n-eilimintí cóimhiotail ardphointe sa chóimhiotal ag méadú, as a dtagann méadú ar chlaonadh foirmiú freckle.
Is é is cúis leis an meicníocht fhoirmithe de Freckles go príomha ná comhiompar leacht cóimhiotail de bharr deighilte tuaslagáite le linn soladaithe, agus baineann sé freisin le díchruthú tánaisteach agus sraonadh na bpríomh -dendrites. Sa phróiseas DS, déantar W agus RE a shaibhriú sa limistéar gas dendrite, agus déantar Al agus TA a shaibhriú sa leacht cóimhiotail idir dendrites. Tá difríocht dlúis idir an chéad cheann agus an ceann deireanach. De réir mar a shoiléiríonn an crios mushy, méadaíonn an difríocht idir dlús an leacht cóimhiotail sa chrios mushy agus dlús an leacht ag an tosach soladaithe. Is é is cúis le dáileadh dlúis an bharr trom agus bun an tsolais ná go mbeidh an leacht cóimhiotail sa chrios mushy faoi réir buacacht aníos. Nuair a sháraítear friotaíocht slaodach an leacht cóimhiotail sa chrios mushy, déanfaidh an leacht cóimhiotail sa chrios mushy a chonspóid idir na dendrites agus beidh sé ina chainéal comhiompair de leithead áirithe sa chrios mushy. Leáfaidh sreabhadh an leacht cóimhiotail seo na dendrites chun blúirí dendrite a dhéanamh. Mura bhfuil am ag na blúirí dendrite seo sreabhadh amach as an gcainéal leis an leacht cóimhiotail agus fanacht sa chainéal, cruthóidh siad spotaí ar an dromchla réitigh de réir mar a shoiléiríonn an cainéal [11].
Is féidir le méadú ar ábhar na gcomhpháirteanna cóimhiotail TA agus Al agus ábhar W agus Re a laghdú cabhrú le claonadh foirmiú na mbreiseán a laghdú. Sa phróiseas DS, is féidir leis an ráta tarraingthe a mhéadú agus an grádán teochta a mhéadú an claonadh a bhaineann le foirmiú freckle a laghdú. Is féidir le creathadh an comhiompar den chéim leachtach a lagú go mór le linn soladú treo, rud a laghdaíonn an claonadh a bhaineann le foirmiú freckle.
Teorainn gráin uillinn íseal
Baineann foirmiú teorainneacha gráin íseal-uillinn le diall treoshuímh dendrites de bharr dífhoirmithe dendrite: (1) strus teirmimiceiciúil a ghintear trí dheascadh 'céim le linn fás seasta-stáit; (2) go gcuireann bac agus easbhrú ar an mblaosc múnla strus crapadh sna dendrites; . Cruthaítear an teorainn gráin íseal-uillinn ag acomhal an dendrite sraonta agus an bhunaidh neamh-srathaithe.
Nuair a shoiléiríonn lann criostail aonair mórmhéide, tá sé deacair don chomhéadan S/L stát plánach a choinneáil (cuasach nuair a bhíonn an luas tarraingthe ard agus dronnach nuair a bhíonn an luas tarraingthe íseal). Ní bhíonn treo grádáin teochta an chomhéadain neamh-dhíreach S/L ag an am céanna le treo aiseach an eiseamail. D'fhéadfadh aon luaineachtaí sa phróiseas soladaithe a bheith ina gcúis le hathruithe treoshuímh, rud a chruthaíonn teorainneacha gráin uillinn íseal. D'fhéadfadh na luaineachtaí seo a bheith ina gcúis le roinnt dendrites ag fás i stát neamhshuntasach le linn an phróisis fáis ón gcrios leathnaithe go dtí an corp lann, agus mar thoradh air sin tá uillinn theorainn gráin íseal-uillinn an choirp lann dírithe go príomha sa raon céim 2 -6 céim. Cinntear é seo le hairíonna soladaithe an chóimhiotail, agus tá sé deacair bealach réasúnach a fháil chun é a sheachaint [12].
Tá líon na dteorainneacha gráin uillinneacha beaga sa chrios síneadh i bhfad níos ísle ná an teorainn sa chorp lann, agus tá an uillinn mhí-úsáide i bhfad níos lú freisin, ach tá líon na suíomhanna a bhfuil uillinneacha míthreoracha acu níos lú ná 2 chéim sa chrios síneadh agus an corp lann inchomparáide, ag léiriú go bhfuil cumais inchomparáide acu chun mí-úsáidí beaga a tháirgeadh. Tá sé seo toisc go bhfuil an crios sínte sna céimeanna luatha d'fhás criostail aonair, agus go dtaispeánann an chuid is mó de na dendrites fás seasta-stáit, agus tá líon na ndícheallach i bhfás seasta sa chrios síneadh agus an corp lann inchomparáide.
Criostail stríocach
Is cineál locht líneach caol iad criostail striated ar dhromchla réitigh, a tharlaíonn den chuid is mó ar an gcuid uachtarach de lann réitigh. De ghnáth bíonn siad thart ar 1 mm ar leithead agus roinnt acu go deich mm ar fhad, le suíomh tosaithe inaitheanta. Is iondúil go n-imíonn siad tar éis dóibh a bheith ag fás ar feadh cúpla ceintiméadar, ach is féidir leo leathnú go cliathánach go dtí an lann iomlán, ag forbairt ó fhabht líneach go fabht ar scála mór tríthoiseach agus ag athrú go locht ilghnéitheach criostail. Tá treo na criostail streak i gcónaí comhsheasmhach go bunúsach le treo fáis an dendrite ag an suíomh sin.
Is é an chuma atá ar chriostail streak ná go bhfuil príomh -stoc dendrite amháin ar dhromchla an réitigh tite amach sa chrios mushy, ach go bhfuil sé táthaithe ag an leacht iarmharach, ag taispeáint pointe tosaigh soiléir. Is é an chúis is mó leis an gclaonadh seo ná go gcuirtear bac mór ar an gcrapadh dendrite de bharr greamaitheacht an bhlaosc nó go ndéantar damáiste mór don neart dendrite mar gheall ar an gcuimsiú a ghearradh. Rachaidh an díchriotas stróicthe faoi shraonadh áirithe de shraonadh foriomlán, ag cruthú gráin caol atá faoi iamh ag teorainn gráin beag-uillinn ar struchtúr na maitríse [12].
Athchriostalú
Tá SX comhdhéanta den chuid is mó de chéim agus de 'chéim i bhfoirm teaglaim eutectic. Nuair a bhíonn an fuinneamh áitiúil ard mar gheall ar an strus dífhoirmithe i limistéar áitiúil an dromchla, agus ansin nuair a shroicheann sé teocht áirithe sa téamh ina dhiaidh sin, tuaslagann an chéim 'sa chóimhiotal criostail aonair. Tar éis an díscaoilte, tá sé an -éasca struchtúr ceallach a dhéanamh i limistéar díscaoilte na céime. Tosaíonn athchriostalú dromchla SX ar dtús i limistéar slaite dendrite an dromchla. Tá an chéad eagraíocht cheallach. Ansin tosaíonn na grán ag fás de réir a chéile isteach sa chéim eutectic / 'limistéar ina bhfuil céim garbh'. Tá comhéadan soiléir idir na 'grán criostail agus an mhaitrís [13] ag gabháil le fás grán athchriostalaithe. Coinníoll tábhachtach chun grán athchriostalaithe a fhoirmiú: an chéim theilgthe a dhíscaoileadh.
