تدوین دانش فنی ساخت پره توربین گازی تک‌کریستال
محور پژوهش
مواد پیشرفته و محصولات مبتنی بر فناوری‌های شیمیایی
پژوهشکده/دانشکده
مهندسی مواد
حوزه پژوهش
مواد پیشرفته (سرامیک‌ها و فلزات)
عنوان
تدوین دانش فنی ساخت پره توربین گازی تک‌کریستال
هدف از اجرای پژوهش، کاربردها، مزیت‌ها و ضرورت انجام پروژه
: در پروژه حاضر برای نخستین بار در کشور از یک سیستم آزمایشگاهی انجماد جهت دار برای تولید پره های توربین گازی تک کریستال استفاده شده است. پره های توربین گازی تک کریستال از جمله قطعات حساس مورد کاربرد در صنایع هوافضا بوده و ساخت آنها در انحصار چند کمپانی خاص اروپایی و آمریکایی است. با توجه به شرایط تحریمی حاکم بر کشور و نیاز شدید صنایع هوافضا به این قطعات، انجام تحقیق در این زمینه و بومی سازی قطعات مورد نیاز ضرورتی اجتناب ناپذیر است. گزارش و شرح زیرساخت‌ها، فعالیت‌ها، و دستاوردها این پژوهش طی قراردادی فیمابین دانشگاه صنعتی اصفهان و صنعت بومی‌سازی مواد فلزی سازمان صنایع دفاع انجام شده است. در این پروژه آزمون های انجماد تک کریستال بریجمن و متعاقب آن عملیات پرسکاری داغ ایزوستاتیکی و عملیات حرارتی پیرسازی روی پره ها انجام شده و مشخصه یابی ساختاری و مکانیکی نمونه ها انجام شده است. نتایج ارزیابی مشخصات پره ها نشان داد کلیه پره های تک کریستال ساخته شده عمدتاً دارای انحراف زاویه ای کمتر از 15 درجه بوده و کمترین آن حدود 3 درجه می باشد. عملیات حرارتی رسوب سختی و نیز عملیات پرسکاری ایزوستاتیک داغ، هر دو موجب کاهش کسر حجمی تخلخل در نمونه ها شد به گونه ای که میزان تخلخل پره ها کمتر از معیار پذیرش مورد نظر (0.1% در ایرفویل و 0.3% در ریشه) بدست آمد. کسر حجمی ساختار یوتکتیک /’ باقیمانده در ساختار نیز در نواحی مختلف ایرفویل و ریشه، کمتر از معیار پذیرش مورد نظر (0.2-0.4% در ایرفویل و 1% در ریشه) اندازه گیری گردید. اندازه و درصد حجمی رسوبات ’ نیز مطابق معیار پذیرش در حدود 0.3-0.4 m و محدوده 60-70% بدست آمد. استحکام کششی نهائی در دمای 871 C برای پره ها بیشتر از مقدار تعیین شده در معیار پره خارجی بدست آمد؛ لیکن استحکام تسلیم این پره کمی کمتر از مقدار معیار پذیرش بدست آمد. در نهایت، معیارهای پذیرش پره تک کریستال شامل جنبه های ساختاری و مکانیکی و عیوب، بر اساس نتایج ارزیابی پره ها بازنگری و تنظیم شد.
ساختار دندریتی سطح مقطع عرضی کامل رأس ایرفویل پره توربین تک کریستال ساخته شده.
