Όσον αφορά τις μηχανικές ιδιότητες, το κράμα GH4151 παρουσιάζει εξαιρετική αντοχή σε υψηλές{{1} θερμοκρασίες, αντοχή στην οξείδωση και αντοχή στην κόπωση. Η θερμοκρασία λειτουργίας του μπορεί να φτάσει τους 800 βαθμούς , γεγονός που μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις δίσκων τουρμπίνας κινητήρα υψηλής αναλογίας ώσης-προς-βάρους. Η μικροδομή αυτού του κράματος αποτελείται από μια μήτρα ωστενίτη και λεπτές διασκορπισμένες φάσεις ενίσχυσης. Αυτές οι φάσεις ενίσχυσης (Ni3(Al,Ti)) είναι ο βασικός μηχανισμός για την εξαιρετική αντοχή του κράματος σε υψηλές-θερμοκρασίες και αντοχή σε ερπυσμό. Εφαρμογή της διαδικασίας ESR σε υπερκράματα{11}}με βάση το νικέλιο
Η διαδικασία επανατήξης ηλεκτροσκωρίας (ESR) είναι μια σημαντική τεχνολογία διύλισης μετάλλων, ιδιαίτερα κατάλληλη για την παρασκευή υπερκραμάτων με βάση το νικέλιο-. Υπό την προστασία της σκωρίας, το μέταλλο τήκεται και καθαρίζεται, αφαιρώντας αποτελεσματικά τα εγκλείσματα οξειδίων και ελέγχοντας επιβλαβή στοιχεία όπως το θείο και ο φώσφορος. Μέσω της δευτερογενούς επανατήξης, μπορεί να επιτευχθεί πιο ομοιόμορφη χημική σύνθεση, λεπτότερη μικροδομή και υψηλότερη αντοχή σε κόπωση και θραύση.
Για υπερκράματα με βάση το νικέλιο-, η διαδικασία ESR έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:
Βελτίωση της καθαρότητας του κράματος και μείωση των μη-μεταλλικών εγκλεισμάτων
Βελτίωση της ομοιομορφίας της μικροδομής του κράματος
Ενίσχυση των μηχανικών ιδιοτήτων του κράματος σε υψηλές-θερμοκρασίες
Αύξηση της διάρκειας κόπωσης και της αντοχής σε θραύση του κράματος
Η αριθμητική προσομοίωση ESR υπερκράματος με βάση το νικέλιο- χρησιμοποιεί συνήθως τη μέθοδο ανάλυσης πεπερασμένων στοιχείων και τα κύρια ερευνητικά περιεχόμενα περιλαμβάνουν:
Προσομοίωση συμπεριφοράς ροής λιωμένης λίμνης
Πρόβλεψη κατανομής πεδίου θερμοκρασίας
Προσομοίωση διαδικασίας στερεοποίησης
Ανάλυση φαινομένου μακροσκοπικού διαχωρισμού
Η εταιρεία μας έχει δημιουργήσει ένα μοντέλο συνεχούς μακροσκοπικού διαχωρισμού για τη μελέτη του μηχανισμού σχηματισμού του διαχωρισμού καναλιών κατά τη διαδικασία ESR. Αυτό το μοντέλο επικυρώνει την επιλεγμένη διαδρομή στερεοποίησης μέσω των αποτελεσμάτων θερμοδυναμικού υπολογισμού και συγκρίνει τα αποτελέσματα διαχωρισμού καναλιών που υπολογίζονται από το μακροσκοπικό μοντέλο διαχωρισμού με πειραματικά δεδομένα. Η μελέτη διαπίστωσε ότι ο σχηματισμός διαχωρισμού καναλιών σχετίζεται στενά με τον ρυθμό τήξης, παρέχοντας μια επιστημονική βάση για τον καθορισμό των κατάλληλων παραμέτρων διεργασίας στην πραγματική παραγωγή.
Μέθοδοι και τεχνολογίες βελτιστοποίησης διεργασιών ESR
Η βελτιστοποίηση της διαδικασίας ESR κράματος{0}}υψηλής-με βάση το νικέλιο είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που περιλαμβάνει τη συντονισμένη ρύθμιση πολλαπλών παραμέτρων διεργασίας. Επί του παρόντος, οι κύριες μέθοδοι και τεχνολογίες βελτιστοποίησης περιλαμβάνουν:
Βελτιστοποίηση παραμέτρων διαδικασίας:
Έλεγχος του ρυθμού τήξης: Η έρευνα δείχνει ότι ο ρυθμός τήξης έχει σημαντικό αντίκτυπο στον σχηματισμό ελαττωμάτων όπως ο διαχωρισμός καναλιών
Βελτιστοποίηση της σύνθεσης σκωρίας: Η επιλογή της κατάλληλης σύνθεσης σκωρίας μπορεί να βελτιώσει την απόδοση επανατήξης και την ποιότητα μετάλλου
Ρύθμιση παραμέτρων ρεύματος και τάσης: Επηρεάζει το σχήμα της λιωμένης πισίνας και τη διανομή θερμότητας
Προηγμένη τεχνολογία ελέγχου:
Χρήση αλγορίθμων εκμάθησης βαθιάς ενίσχυσης για τη βελτιστοποίηση των παραμέτρων της διαδικασίας και των διαδρομών επεξεργασίας
Ανάλυση σήματος πραγματικού χρόνου-και έλεγχος κλειστού-βρόχου
Διερεύνηση του χώρου παραμέτρων διεργασίας χρησιμοποιώντας τεχνολογία τεχνητής νοημοσύνης
Στρατηγικές ποιοτικού ελέγχου:
Αυστηρός έλεγχος της ποιότητας των πρώτων υλών
Βελτιστοποίηση της διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας
Εφαρμογή διαδικτυακής παρακολούθησης και ανίχνευσης ελαττωμάτων
Το Smart Manufacturing System Engineering Center του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας της Σαγκάης πρότεινε ένα ολοκληρωμένο πλαίσιο βελτιστοποίησης που βασίζεται σε αλγόριθμους εκμάθησης βαθιάς ενίσχυσης για αντιστοίχιση παραμέτρων διεργασίας και μονοπατιών επεξεργασίας, παρέχοντας νέες ιδέες για τη βελτιστοποίηση της διαδικασίας ESR κραμάτων υψηλής{{1} θερμοκρασίας-με βάση το νικέλιο. Αυτή η μέθοδος μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη σταθερότητα της διαδικασίας και την ποιότητα του προϊόντος.
Το υπερκράμα{0}}GH4151 με βάση το νικέλιο, που χρησιμοποιείται ως κράμα υψηλής-θερμοκρασίας για δίσκους τουρμπίνας 800 μοιρών, διαθέτει εξαιρετικές ιδιότητες υψηλής- θερμοκρασίας. Η διαδικασία ESR είναι η βασική τεχνολογία για τη βελτίωση της ποιότητάς του. Μέσω της αριθμητικής προσομοίωσης και της βελτιστοποίησης της διαδικασίας, η ομοιομορφία της μικροδομής και οι μηχανικές ιδιότητες του κράματος μπορούν να βελτιωθούν σημαντικά.
Οι μελλοντικές κατευθύνσεις έρευνας μπορεί να περιλαμβάνουν:
Ανάπτυξη ακριβέστερων μοντέλων αριθμητικής προσομοίωσης
Διερεύνηση της εφαρμογής της τεχνητής νοημοσύνης στη βελτιστοποίηση διαδικασιών
Μελέτη νέων συστημάτων σκωρίας και υλικών ηλεκτροδίων
Ανάπτυξη συστημάτων ηλεκτρονικής παρακολούθησης και ευφυούς ελέγχου
Με τη συνεχή αύξηση της αναλογίας ώσης-προς-βάρους των κινητήρων αεροσκαφών, το υπερκράμα GH4151 με βάση το νικέλιο-και η τεχνολογία βελτιστοποίησης της διαδικασίας ESR θα διαδραματίζουν όλο και πιο σημαντικό ρόλο στον αεροδιαστημικό τομέα.
