Hoja de turbina de cristal único

Las hojas de cristalización direccionales eliminan los límites de grano transversales, que son sensibles a los huecos y grietas, de modo que todos los límites de grano son paralelos a la dirección del eje de tensión, mejorando así la capacidad de servicio de la aleación. La hoja de cristal único elimina todos los límites de grano, no es necesario agregar elementos de refuerzo de los límites de grano, de modo que la temperatura de fusión inicial de la aleación sea relativamente alta, aumentando así la resistencia a altas temperaturas de la aleación y mejorando aún más el rendimiento general de la aleación. Hojas monocristalinas, toda la fundición consta de una composición de grano de la fundición de aleaciones de alta temperatura. Esto sigue la solidificación direccional de fundición de aleaciones de alta temperatura, para mejorar aún más la resistencia de la aleación y el uso de la temperatura de una manera.
Las piezas fundidas de láminas de cristal único de la organización ideal son la raíz de la hoja, el cuerpo de la hoja y la corona de la hoja, y se componen de un solo cristal multifásico sin defectos. La orientación del cristal debe ser la dirección 〈001〉, y con la dirección del eje de tensión principal de la hoja, la desviación no debe ser superior a 10 grados. Las piezas fundidas monocristalinas se pueden preparar con el mismo equipo y proceso de solidificación direccional, y las piezas fundidas de solidificación direccional se diferencian únicamente en el chasis refrigerado por agua de la parte superior de la adición del selector de cristal o cristal pequeño, para controlar el monocristal. en el casting.


Breve historia de la fundición inicial de aleaciones de alta temperatura de monocristal utilizando una composición de aleación de alta temperatura de fundición ordinaria, en este caso, aleaciones de alta temperatura de fundición de monocristal y aleaciones de alta temperatura de fundición de solidificación direccional, además de la mejora de la resistencia transversal y plasticidad y otras propiedades y ninguna mejora significativa. A finales de la década de 1970, surgió la eliminación de los límites de grano de los elementos reforzados (ver aleaciones de alta temperatura reforzados por los límites de grano de) de las aleaciones de alta temperatura de fundición monocristalinas, como la estadounidense PwAl480, NASAIRl00.
Se eliminan carbono, boro, circonio, hafnio y otros elementos de refuerzo de los límites de grano para mejorar la temperatura de fusión inicial de la aleación, lo que permite mejorar la temperatura de tratamiento de la solución sólida, para obtener una fase Y 'más fina y difusa (ver materiales de aleación de alta temperatura). fases de compuestos intermetálicos), de modo que el potencial de la aleación para obtener un juego más completo. Después de más de 20 años de desarrollo, han aparecido más de 20 tipos de aleaciones monocristalinas fundidas de alta temperatura. Estas aleaciones se pueden dividir en tres generaciones: la primera generación PwAl480 como representante de su capacidad de soporte de temperatura que la mejor aleación de alta temperatura de fundición de solidificación direccional PwAl422 tiene una ventaja de 25 grados; la segunda generación a PwAl484 como representante de la primera generación que la primera generación y mejorado en 25 grados; Se está desarrollando la tercera generación de aleaciones monocristalinas.

Ventajas de las hojas monocristalinas
Mayor resistencia a altas temperaturas
Las hojas monocristalinas se pueden utilizar a temperaturas de hasta 1500 grados, mucho más altas que las hojas policristalinas de 1300 grados, lo que se debe principalmente a su tecnología de crecimiento de metal monocristalino y su estructura cristalina altamente uniforme.
Mejor resistencia a la corrosión
Debido a su excelente resistencia a la oxidación y la corrosión, las hojas monocristalinas pueden funcionar durante largos períodos de tiempo en entornos extremos, como altas temperaturas, altas presiones y altas velocidades.
Pérdida de calor reducida
Debido a la homogeneidad de su estructura cristalina, las palas monocristalinas se adaptan mejor a estos entornos en las mismas condiciones de funcionamiento del motor, lo que reduce la pérdida de calor.
Rendimiento mejorado del motor. Las palas monocristalinas tienen mayores eficiencias aerodinámicas y térmicas, lo que puede mejorar el rendimiento general del motor, como reducir el peso, aumentar la eficiencia y reducir el consumo de combustible.
Mayor vida útil y confiabilidad.
Debido a su mayor resistencia a altas temperaturas, presiones y velocidades, las palas monocristalinas tienen una vida útil más larga y una mayor confiabilidad.

Estas aleaciones se pueden dividir en cinco generaciones: la primera generación de aleaciones monocristalinas de alta temperatura a base de níquel PWA1480, CMSX-2, René N4 y la producción china de DD3 como representante de la capacidad de soportar la temperatura que la mejor aleación de alta temperatura de fundición de solidificación direccional PWA1422 tiene una ventaja de 25 grados; la segunda generación de PWA1484, CMSX-4, René N5 y DD6 como representante de la primera generación que otra mejoró unos 30 grados; la tercera generación de aleaciones monocristalinas René N6, CMRX-10 y DD9, etc., que la primera generación de resistencia a la temperatura aumentó en 60 grados; Actualmente se encuentra en desarrollo la cuarta y quinta generación de aleaciones monocristalinas de alta temperatura representadas por MC-NG, TMS-138, TMS-162, etc.

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