Rekristalizācijas termiskās apstrādes tehnoloģija

No ūdens vannas tiek izvilkts plāns stienis no 3D drukāta supersakausējuma un izvadīts caur indukcijas spoli, kur tas tiek uzkarsēts līdz temperatūrai, kas maina tā mikrostruktūru, padarot materiālu elastīgāku.

Gāzes turbīnu lāpstiņas parasti ražo, izmantojot tradicionālos liešanas procesus. Ražotāji izkausētu metālu ielej sarežģītās veidnēs, ļaujot tam sacietēt, pēc tam izmanto dažādus apstrādes instrumentus, lai pabeigtu galīgās metāla daļas. Asmeņiem jāspēj griezties lielā ātrumā ārkārtīgi karstās gāzēs, lai ražotu elektroenerģiju spēkstacijās un nodrošinātu reaktīvo dzinēju vilci.

Tomēr pieaug interese par turbīnu lāpstiņu ražošanu, izmantojot 3D drukāšanu — metodi, kas ir videi un izmaksu ziņā efektīva un ļauj ražotājiem ražot sarežģītākas un energoefektīvākas lāpstiņu ģeometrijas. Diemžēl ir jāpārvar liels šķērslis: rāpot.

Šļūde ir metālu tendence neatgriezeniski deformēties ilgstošas ​​mehāniskās slodzes un paaugstinātas temperatūras ietekmē. Iepriekšējie pētījumi atklāja, ka 3D drukāšanas process rada smalkas daļiņas, kuru izmērs ir no desmitiem līdz simtiem mikronu. Lai gan ar neapbruņotu aci tik tikko redzama, šī mikrostruktūra ir īpaši jutīga pret šļūdei.

"Praktiskā izteiksmē tas nozīmē, ka gāzturbīnām būs īsāks kalpošanas laiks vai mazāk efektīvas degvielas," skaidro Zakarijs Kordero, Boeing aeronautikas un astronautikas karjeras attīstības profesors MIT.

Lai atrisinātu šo problēmu, Cordero un kolēģi atrada veidu, kā uzlabot 3D drukāto sakausējumu struktūru, pievienojot jaunu termiskās apstrādes soli. Šī metode pārveido apdrukātā materiāla smalkos graudus lielākos "kolonnveida" graudos, kas ir spēcīgāka mikrostruktūra, kas samazina materiāla šļūdei. Graudu "stabi" ir saskaņoti ar maksimālā sprieguma asi.

Jaunā pētījuma autori apgalvo, ka jauna termiskās apstrādes metode varētu radīt revolūciju gāzturbīnu lāpstiņu rūpnieciskajā 3D drukāšanā.

Cordero teica: "Mēs sagaidām, ka tuvākajā nākotnē gāzes turbīnu ražotāji izdrukās savus lāpstiņas un lāpstiņas lielās piedevu ražotnēs un pēc tam apstrādās tos, izmantojot mūsu termisko apstrādi. 3D drukāšana ļaus izmantot jaunas dzesēšanas arhitektūras, kas uzlabos turbīnu termisko efektivitāti. turbīnu, tādējādi ražojot tādu pašu elektroenerģijas daudzumu, vienlaikus sadedzinot mazāk degvielas un galu galā izdalot mazāk oglekļa dioksīda."

Virziena rekristalizācijas iestatīšana. Izņemiet paraugu no dzesēšanas šķidruma caur karsto zonu. Stāvais termiskais gradients karstās zonas priekšā saglabā augstu dislokācijas blīvumu, kas noved pie pārkristalizācijas frontes.

​