Rekristalizavimo terminio apdorojimo technologija

Plonas 3D spausdinto superlydinio strypas ištraukiamas iš vandens vonios ir praleidžiamas per indukcinę ritę, kur jis įkaista iki temperatūros, kuri keičia jo mikrostruktūrą, todėl medžiaga tampa elastingesnė.

Dujų turbinos mentės dažniausiai gaminamos naudojant tradicinius liejimo procesus. Gamintojai pila išlydytą metalą į sudėtingas formas, leidžiančias jam kryptingai sukietėti, tada naudoja įvairius apdirbimo įrankius, kad užbaigtų galutines metalines dalis. Peiliai turi turėti galimybę suktis dideliu greičiu itin karštose dujose, kad generuotų elektros energiją elektrinėse ir užtikrintų trauką reaktyviniams varikliams.

Tačiau didėja susidomėjimas turbinų menčių gamyba naudojant 3D spausdinimą – metodą, kuris yra ekologiškas ir ekonomiškas ir leidžia gamintojams gaminti sudėtingesnes ir energiją taupančias menčių geometrijas. Deja, reikia įveikti didelę kliūtį: šliaužti.

Valkšnumas – tai metalų polinkis visam laikui deformuotis esant nuolatiniam mechaniniam įtempimui ir aukštai temperatūrai. Ankstesni tyrimai parodė, kad 3D spausdinimo procesas gamina smulkias daleles, kurių dydis svyruoja nuo dešimčių iki šimtų mikronų. Nors ir vos matoma plika akimi, ši mikrostruktūra yra ypač jautri šliaužti.

„Praktiškai tai reiškia, kad dujų turbinų tarnavimo laikas bus trumpesnis arba jos bus mažiau taupančios degalus“, – aiškina MIT „Boeing“ aeronautikos ir astronautikos profesorius Zachary Cordero.

Norėdami išspręsti šią problemą, Cordero ir kolegos rado būdą, kaip pagerinti 3D spausdintų lydinių struktūrą, pridedant naują terminio apdorojimo žingsnį. Šis metodas paverčia smulkius spausdintos medžiagos grūdelius į didesnius "stulpelinius" grūdelius, stipresnę mikrostruktūrą, kuri sumažina medžiagos šliaužimą. Grūdų „stulpai“ sulygiuoti su didžiausio įtempimo ašimi.

Naujojo tyrimo autoriai teigia, kad naujas terminio apdorojimo metodas gali sukelti revoliuciją pramoniniame dujų turbinų menčių 3D spausdinime.

Cordero sakė: „Netolimoje ateityje tikimės, kad dujų turbinų gamintojai atspausdins savo mentes ir mentes didelėse priedų gamybos įmonėse, o vėliau jas apdoros naudodami mūsų terminį apdorojimą. 3D spausdinimas leis sukurti naujas aušinimo architektūras, kurios pagerins šiluminį efektyvumą. turbina, taip gaminant tą patį elektros energijos kiekį deginant mažiau kuro ir galiausiai išskiriant mažiau anglies dioksido.

Kryptinės perkristalizacijos nustatymas. Išimkite mėginį iš aušinimo skysčio per karštą zoną. Status šiluminis gradientas prieš karštąją zoną palaiko didelį dislokacijos tankį, vedantį į rekristalizacijos frontą.

​