Ealaín an Rialú Beachtais: brionnú isothermal agus dearbhú cáilíochta lanna tuirbíní
Mar gheall ar theirmeaplaisteachas teoranta cóimhiotail TiAl, ní mór é a bhrionnú ag teocht ard agus ráta brú an-íseal. Is féidir le trealamh gaibhnithe isothermal timpeallacht réasúnta isiteirmeach agus ráta brú mall a sholáthar. Is é seo a leanas an próiseas brionnú lann TiAl traidisiúnta: déantar billet réitigh nó barra easbhrúite a bhrionnú go páirteach i billet brionnú, agus ansin ullmhaítear tuilleadh ina réamh-bhronnú, agus ullmhaítear an lann trí bhrionnú réamh-bhríonta agus deiridh. Ar an mbealach seo, déantar an lann Gearmánach Rolls-Royce BR715 HPC le 3-gaibhniú isothermal céim, agus ullmhaítear an chuid deiridh trí chóireáil teasa agus meaisínithe (Fíor 1).
Fíor.1 Céimeanna brionnú lann (a) agus lanna meaisínithe(b)
Na lanna a thaispeántar i bhFíor. Is éard atá i 2 ná lanna comhbhrúiteora Ti45AL8NB0.65 (B, C) arna dtáirgeadh ag Thyssen Company do Rolls Royce ag baint úsáide as an mbealach a thaispeántar in FIG. 2a, a bhfuil neart teocht ard den scoth. In 2016, d'fhógair MTU go gcuirfí an lann tuirbín brú íseal TNM brionnaithe i bhfeidhm ar an inneall PW1100G-JM den aerlínéar A320, agus tá a chéad eitilt críochnaithe aige. Léiríonn lanna cóimhiotail brionnaithe TiAl ionchais iarratais iontach, agus ó 2015, tá 10,{13}} lanna cóimhiotail TNM brionnaithe curtha le chéile le haghaidh innill PW1100G. Léiríonn cóimhiotal TNM dea-airíonna oibre te, agus déantar microstructure idéalach agus airíonna meicniúla cuimsitheacha a fháil trí bhrionnú billet réitigh dhá uair agus cóireáil teasa ina dhiaidh sin.
Fíor.2 Lanna Ti45Al8Nb0.5(B,C) déanta ag Thyssen do Rolls-Royce
Chun éifeachtúlacht táirgthe a mhéadú, rinneadh an barrabhille gearr easbhrúite a bhrionnú go díreach isteach san Ti-45Al-5Nb-0.2B-0.2C(TNB-V4) lanna cóimhiotail HPC den inneall tástála Rolls-Royce E3E. D'fhonn an toradh a mhéadú tuilleadh agus é a dhéanamh níos eacnamaí, ceapadh dísle le haghaidh ilchodanna lann a chruthú (go háirithe lanna níos lú comhbhrúiteora) ag an am céanna. Meaisíníodh 30 cuas comhionann ar dhiosca moluibdín le trastomhas Φ600 mm. Lasmuigh den phreas, tá an dísle níos ísle luchtaithe le páirteanna preform, agus cuirtear an dísle agus an bán iomlán sa seomra preasa agus téitear go dtí an teocht bhrionnaithe le haghaidh brionnú isothermal. Leis an modh seo, is féidir 30 lanna a bhrionnú ag an am (Fíor 3).
Fíor.3 Dísle le hiliomad páirteanna réamh-bhronnaithe(a) agus lann tar éis gaibhnithe(b)
Cé gur féidir le brionnú isothermal an fhadhb a bhaineann le foirmiú deacair lann TiAl a réiteach go héifeachtach, toisc go ndéantar an múnla agus an brionnú a théamh go 1150 céim, chun caillteanas teochta páirteanna sa phróiseas brionnú fadtéarmach a chosc, tá an múnla déanta as cóimhiotal moluibdín. le friotaíocht teasa ard. D'fhonn an t-ábhar múnla a chosaint ó ocsaídiú, tá gás bhfolús nó támh sa seomra brionnaithe. Déantar an lann tuirbín ísealbhrú cóimhiotail TNM d'inneall PW1134G freisin trí bhrionnú bás isiteirmeach i bhfolús le múnla cóimhiotail moluibdín. D'úsáid ionad taighde na Gearmáine GKSS an cóimhiotal TNB easbhrúite clúdaithe le haghaidh meaisínithe díreach nó le chéile le brionnú isiteirmeach chun lann cóimhiotail TiAl comhbhrúiteoir ardbhrú a dhéanamh, a tháinig chun bheith ina phríomh-mhodh ullmhúcháin le haghaidh lann cóimhiotail TiAl comhbhrúiteoir ardbhrú.
TETSUI T et al. cóimhiotal TiAl nua a chumadh, atá roinnte ina Ti-42Al-5Mn(%, maischodán). Úsáideann an próiseas déantúsaíochta próiseáil te traidisiúnta, ina ndéantar an tinne a théamh go 1300 céim C le haghaidh cóireála teasa agus a fhuaraithe go dtí thart ar 1200 céim C le haghaidh brionnú nó rollta, mar a thaispeántar i bhFíor 12. Tá an modh meaisínithe seo mar an gcéanna leis an ngnáthnós bás te. modh foirmithe brionnaithe, agus mar sin laghdaítear próiseas déantúsaíochta an lann próiseas easbhrúite te an bharra, laghdaítear an costas go suntasach, agus is féidir comhpháirteanna níos mó a mhonarú. Tá micreastruchtúr an-mhín ag an lann brionnaithe, rud a fhágann go bhfuil an neart teanntachta an-ard ag teocht mheán agus íseal. Mar sin féin, mar gheall ar thionchar na céime, laghdaítear neart teocht ard an chóimhiotail seo go mór, rud atá deacair a úsáid le haghaidh páirteanna ardteochta fadtéarmacha ar nós turbochargers, agus tá sé níos oiriúnaí le haghaidh teocht íseal nó lann teocht ard gearrthéarmach. páirteanna.
Fig.4 Lanna cóimhiotail TiAl déanta ag Mitsubishi Heavy Industries
(a) agus a n-airíonna(b)
Déantar an insamhalta ilchéime de phróiseas brionnú bás isothermal de lann cóimhiotail TiAl trí insamhalta eilimint chríochta, ar féidir leis an dlí reology ábhartha a mháistir go héifeachtach, anailís a dhéanamh ar thionchar na bparaiméadar próisis, an próiseas agus an dearadh bás a bharrfheabhsú. Ag an am céanna, ní hamháin gur féidir leis an insamhalta eilimint chríochnaithe an timthriall táirgthe a ghiorrú agus an costas a laghdú, ach tá tábhacht treorach tábhachtach aige freisin chun an t-eolas ar dhlí foirmithe lann cóimhiotail TiAl a dhoimhniú agus próiseas foirmithe an lann a bharrfheabhsú. Tá Xin Jingjing et al. úsáid Deform{1}}D bogearraí eiliminte críochta chun insamhladh a dhéanamh ar an bpróiseas gaibhnithe isiteirmeach de lann cóimhiotail Nb-TiAl ard, agus tháinig sé ar na conclúidí seo a leanas: Tá dáileadh coibhéiseach an choirp lann agus teannas an lann i gaibhniú isiteirmeach aonfhoirmeach, agus le méadú ar luas comhbhrúite bás uachtair agus teocht réamhthéite, laghdaítear an fórsa éifeachtach meánach le linn dífhoirmithe, rud a chabhródh le hathchriostalú dinimiciúil a tharla. Is féidir cáilíocht bhrionnaithe lann cóimhiotail Nb-TiAl a fheabhsú nuair is é 1.0 ~ 1.5 mm·s-1 luas brú an dísle uachtair agus gurb é 1250 ~ 13 an teocht réamhthéite 00 céim . Tá Guan Hong et al. rinne Ti-46Al-2.5V-1.0Cr-0.3Ni brionnú isothermal lann. Léiríonn na torthaí go bhfuil brionnú isothermal cóimhiotal TiAl in éineacht le brionnú réamh-bhriomú agus deiridh indéanta. Is é an teocht téimh cóimhiotal tial 1200 ~ 1250 céim, agus ba chóir an sampla a chosaint le casing chun cosc a chur ar an titim teochta ró-tapa le linn an phróisis aistrithe. Is é an ráta dífhoirmithe ná 0.02 ~ 0.07mm ·s-1, agus déantar an dífhoirmiúchán a rialú ag 20% ~ 40%. Le déanaí, ghlac ár bhfoireann agus AVIC Power Co., Ltd. i gcomhpháirt leis an modh chun ionsamhlúchán agus fíorú tástála a chomhcheangal, fuair siad na paraiméadair phróisis chuí trí bhogearraí ionsamhlúcháin eilimintí críochta Deform-3D, agus d’ullmhaigh lanna cóimhiotal TNM trí bhrionnú isothermal gar. teicneolaíocht ag baint úsáide as múnla Ni3Al (FIG. 5), i gcomparáid le tras-alt próifílí éagsúla lanna. Is féidir le cruinneas réamh-mheasta an phróisis bhrionnú gar isothermal a bheith níos mó ná 90% de réir insamhalta eiliminte críochta. I gcomparáid leis an bpróiseas brionnú isothermal traidisiúnta (folús), tá na buntáistí a bhaineann le héifeachtacht ard, gan aon fholús, rialú cruth cruinneas éasca agus costas próiseas íseal.
Fíor.5 Lann brionnaithe insamhladh(a) agus iarbhír(b) gar-isothermal
D'fhonn feidhmíocht bhrionnú cóimhiotal TiAl ag teocht íseal a iniúchadh, d'úsáid WANG X et al agus ZHANG H et al modh eiliminte críochta chun anailís a dhéanamh ar phróiseas brionnú bás isiteirmeach d'ábhar ard Nb lann cóimhiotail TiAl ag teocht íseal, agus d'ullmhaigh siad ard NB. lann cóimhiotail -tial le caighdeán ard dromchla agus feidhmíocht (FIG. 6). Le linn phróiseas foirmithe lann cóimhiotail TiAl, is féidir cosc a chur ar lochtanna fillte an lann agus is féidir fórsa foirmithe an lann a laghdú trí chruth agus méid na coda réamhfhoirmithe a bharrfheabhsú. Nuair a bhíonn an teocht níos ísle ná 1000 céim, is beag tionchar a bhíonn ag an teocht bhrionnú agus an ráta brú ar dháileadh deiridh brú éifeachtach an lann déanta as brionnú dísle isiteirmeach. Leis an méadú ar an teocht brionnaithe agus an laghdú ar an ráta brú, laghdaítear an strus éifeachtach deiridh maidir le lann brionnú agus tá a dháileadh aonfhoirmeach de réir a chéile. Ullmhaíodh an lann cóimhiotail ard Nb-TiAl go rathúil ag ráta brú níos ísle ná 0.01 mm·s-1 agus teocht níos ísle ná 950 céim, agus níor cruthaíodh aon scoilteanna macrascópacha ar an lann. Ag an am céanna, d'fhorbair Institiúid Teicneolaíochta Harbin an chéad trealamh próiseála te isiteirmeach i bhfolús a fhéadfaidh feidhmeanna brionnú isiteirmeach i bhfolús agus easbhrúite isiteirmeach a bhaint amach, agus úsáideadh é in ullmhú páirteanna brionnú isiteirmeach cóimhiotail TiAl. Ní féidir an gléas seo a úsáid, ní hamháin le haghaidh dífhoirmiúchán isothermal cóimhiotail TiAl, ach tá luach iarratais tábhachtach aige freisin maidir le comhpháirteanna diosca superalloy púdar a ullmhú.
Fig.6 Lann cóimhiotal Ard Nb-TiAl ullmhaithe ag próiseas brionnú dísle isiteirmeach ar theocht íseal
TETSUI T et al. cóimhiotal TiAl nua a chumadh, atá roinnte ina Ti-42Al-5Mn(%, maischodán). Úsáideann an próiseas déantúsaíochta próiseáil te traidisiúnta, ina ndéantar an tinne a théamh go 1300 céim C le haghaidh cóireála teasa agus a fhuaraithe go dtí thart ar 1200 céim C le haghaidh brionnú nó rollta, mar a thaispeántar i bhFíor 12. Tá an modh meaisínithe seo mar an gcéanna leis an ngnáthnós bás te. modh foirmithe brionnaithe, agus mar sin laghdaítear próiseas déantúsaíochta an lann próiseas easbhrúite te an bharra, laghdaítear an costas go suntasach, agus is féidir comhpháirteanna níos mó a mhonarú. Tá micreastruchtúr an-mhín ag an lann brionnaithe, rud a fhágann go bhfuil an neart teanntachta an-ard ag teocht mheán agus íseal. Mar sin féin, mar gheall ar thionchar na céime, laghdaítear neart teocht ard an chóimhiotail seo go mór, rud atá deacair a úsáid le haghaidh páirteanna ardteochta fadtéarmacha ar nós turbochargers, agus tá sé níos oiriúnaí le haghaidh teocht íseal nó lann teocht ard gearrthéarmach. páirteanna.
