Technologie de fabrication d’aubes et de disques de turbine

La technologie de fabrication avancée de Neway comprend la coulée de précision d’aubes de turbine en monocristal et en solidification directionnelle. Nous produisons des disques de turbine en métallurgie des poudres via HIP et des méthodes de forgeage avancées. Notre technologie de disque de turbine à double performance intègre des alliages en poudre et le collage par diffusion HIP, offrant une durabilité supérieure et une résistance aux hautes températures pour les applications aérospatiales de nouvelle génération.

Technique d’affinement de la microstructure dendritique monocristalline

L’espacement dendritique primaire λ est l’échelle caractéristique essentielle de la structure monocristalline et un indicateur clé du contrôle qualité. Plus la valeur λ est faible, plus la structure dendritique est fine et meilleures sont les propriétés mécaniques de la pièce. Actuellement, le procédé HRS est largement utilisé au niveau national et international pour produire des pièces monocristallines en alliage à haute température. En raison du faible gradient de température G dans le procédé HRS, la structure dendritique des pièces SC présente une valeur élevée. Des techniques modifiées, telles que le refroidissement par métal liquide (LMC) et la coulée à refroidissement gazeux (GCC), ont été développées pour répondre à ces exigences et pour des coulées DS/SC hautement efficaces.

Technologie	Avantages	Lien
Technologie à grain fin	En conditions de transfert thermique radiatif, le gradient de température est multiplié en améliorant l’isolation entre les zones chaudes et froides, ce qui réduit significativement l’espacement dendritique. Cette nouvelle technologie présente les avantages d’un faible coût et d’un effet remarquable. Elle est largement utilisée dans la production d’aubes monocristallines.	En savoir plus >>
Technologie à ultra-grains fins	Développée à partir de la technologie à grain fin, elle améliore fortement l’efficacité du transfert thermique sur toute la surface de la coque de moule. Le gradient de température G est encore accru, l’espacement dendritique est réduit, et des résultats remarquables ont été obtenus.	En savoir plus >>

Préparation des aubages directeurs monocristallins et technologie de coulée multi-intégrée

Par rapport aux aubes mobiles étroites, les aubages directeurs sont difficiles à réaliser en pièces monocristallines en raison de leur géométrie large. Qu’ils soient disposés verticalement ou horizontalement, il est difficile de faire croître le monocristal du sélecteur vers la large plaque de bord, ce qui entraîne facilement des défauts de mélange de grains.

Technologie	Description	Lien
Méthode de coulée d’aube unique	Pour les aubages doubles ou multiples, la surface de plaque de bord augmente de manière exponentielle, compliquant davantage la réalisation du monocristal. On coule habituellement des pièces uniques puis on les soude. Le procédé est complexe et les fuites au niveau des soudures entraînent souvent des rebuts, ce qui constitue un problème majeur dans la fabrication des moteurs d’avion.	En savoir plus >>
Nouveau procédé de préparation des aubages directeurs	L’ensemble moule à inclinaison de l’aube permet une transition progressive du sélecteur vers la plaque de bord, assurant une solidification séquentielle du corps d’aube puis de la plaque de bord vers le haut en oblique. Cela évite efficacement la génération de défauts de mélange de grains et réduit nettement les défauts de porosité sur la surface supérieure de la pièce.	En savoir plus >>

Préparation des aubages directeurs monocristallins et technologie de coulée multiple intégrée

Le procédé de coulée des aubages directeurs monocristallins utilise la sélection cristalline ou la méthode par germe pour contrôler précisément l’orientation des grains, réduisant les défauts tels que fissures et inclusions. En optimisant la direction de croissance cristalline ([001]), cette technologie améliore les performances des composants à haute température, comme les aubes de turbine, en renforçant leur résistance mécanique et thermique dans les secteurs aéronautique et énergétique.

Technologie	Description	Lien
Technique de sélection cristalline	Sélection de cristaux répondant à des critères d’orientation pendant la coulée, pour contrôler la croissance monocristalline et obtenir les propriétés requises des aubes de turbine.	En savoir plus >>
Méthode par germe (Seed Crystal)	Technologie plus complexe utilisant un cristal germe préalablement préparé pour contrôler l’orientation de croissance. Elle offre un meilleur contrôle des directions cristallines primaires et secondaires, notamment pour l’orientation des grains.	En savoir plus >>
Problèmes courants de la méthode par germe	Fusion incomplète, apparition de fissures, d’impuretés et d’oxydation durant la coulée. Ces problèmes affectent la qualité et l’intégrité structurelle des pièces monocristallines coulées.	En savoir plus >>
Résultats améliorés	Le procédé de coulée amélioré par la méthode du germe, combiné à des avancées en traitement thermique et fusion, a réduit les défauts (p. ex. fissures, impuretés) et amélioré le contrôle de l’orientation cristalline.	En savoir plus >>
Contrôle de la direction cristalline	Technologie critique pour la coulée des aubes monocristallines : l’orientation des grains (notamment la direction) est contrôlée avec soin. Une croissance dans la bonne direction optimise les propriétés mécaniques, telles que la résistance et la tenue aux contraintes thermiques.	En savoir plus >>

Technologie de contrôle global des défauts cristallins dans les pièces monocristallines

Nous nous concentrons sur le contrôle des défauts cristallins dans les pièces monocristallines, tels que grains parasites, freckles, lamelles, recristallisation et joints à faible angle. En optimisant les procédés de solidification, le traitement thermique et la conception des moules, les défauts sont minimisés. Cette technologie est cruciale pour produire des aubes de turbine et des composants aéronautiques à haute performance.

Défauts	Description	Lien
Grain parasite (Stray Grain)	Formation : dû à un refroidissement inadéquat, entraînant une croissance de grain non alignée. Prévention : améliorer le contrôle des gradients thermiques et assurer une solidification directionnelle correcte.	En savoir plus >>
Freckle	Formation : causée par des courants de convection transportant des impuretés vers certaines zones durant la solidification. Prévention : modifier le gradient thermique du moule et réduire la convection via des conditions de coulée optimisées.	En savoir plus >>
Lamelle (Sliver)	Formation : provient d’irrégularités dans la zone pâteuse pendant la solidification. Prévention : garantir des paramètres de solidification stables et éviter les perturbations au front de solidification.	En savoir plus >>
Recristallisation	Formation : survient lors des traitements thermiques lorsque des différences de température entraînent croissance et désalignement des grains. Prévention : assurer un contrôle de température uniforme durant les post-traitements pour éviter la recristallisation.	En savoir plus >>
Joint à faible angle	Formation : résulte de légers désalignements d’orientation des grains durant le refroidissement. Prévention : optimiser les vitesses de refroidissement et assurer une solidification uniforme pour éviter le désalignement entre grains adjacents.	En savoir plus >>

Technologie de détection des inclusions

La détection des inclusions identifie et analyse les impuretés dans les poudres métalliques et les composants de turbine à l’aide de stéréomicroscopes, de microscopes électroniques à balayage (MEB/SEM) et d’inspection ultrasonore. En détectant des inclusions jusqu’à 0,4 mm, cette technologie garantit la pureté des matériaux et l’intégrité structurelle, essentielles dans l’aérospatial et la production d’énergie, où de légers défauts peuvent compromettre la sécurité et l’efficacité.

Technologie	Description	Lien
Dispositif de détection des inclusions	Dispositif personnalisé combinant plusieurs instruments pour identifier et mesurer les inclusions dans les poudres et les matériaux massifs. Il assure un criblage de haute précision et un contrôle de pureté pour les superalliages et autres matériaux haute performance.	En savoir plus >>
Analyse microscopique et MEB (SEM)	Outils microscopiques pour détecter les inclusions aux échelles macro et micro, fournir des images détaillées des défauts et permettre une analyse précise de leur composition.	En savoir plus >>
Détection ultrasonore	Technique clé pour détecter les défauts internes sans endommager les composants. Elle est cruciale pour garantir l’intégrité des disques de turbine haute pression utilisés dans l’aérospatial et l’énergie.	En savoir plus >>
Analyse de la morphologie des inclusions	En examinant la taille, la forme et la composition des inclusions, les fabricants améliorent leurs procédés pour prévenir ces défauts. Cette analyse contribue à affiner la métallurgie des poudres et les procédés de coulée afin d’assurer une haute qualité des matériaux.	En savoir plus >>
Joint à faible angle	Formation : résulte de légers désalignements de l’orientation des grains pendant le refroidissement. Prévention : optimiser les vitesses de refroidissement et assurer une solidification uniforme pour éviter le désalignement entre grains adjacents.	En savoir plus >>

Prédiction de la durée de vie des aubes monocristallines

La technologie de prédiction de la durée de vie des aubes de turbine monocristallines évalue le fluage, la fatigue à faible nombre de cycles et la fatigue thermo-mécanique par essais et simulations. Elle prend en compte l’orientation cristalline et les joints de grains pour prévoir la durée de vie en conditions extrêmes. Appliquée à l’aéronautique et à la production d’énergie, elle garantit des performances fiables, optimise la maintenance et prévient les défaillances dans des environnements fortement sollicités.

Technologie	Description	Lien
Essais de fluage et de fatigue	Essais expérimentaux soumettant les matériaux à des contraintes prolongées (fluage) et à des chargements cycliques (fatigue) pour simuler les conditions réelles de service des aubes de turbine.	En savoir plus >>
Modèles de simulation	Modèles prédictifs du comportement des matériaux sous contrainte, intégrant les effets d’orientation cristalline, de structure granulaire et de cycles thermiques. Les modèles sont validés par comparaison avec les résultats expérimentaux pour garantir leur exactitude.	En savoir plus >>
Fatigue thermo-mécanique	Évalue le comportement des matériaux soumis simultanément à des contraintes thermiques et mécaniques, particulièrement important pour les composants exposés à des températures extrêmes et à des charges élevées, comme les aubes de turbine de moteurs d’avion.	En savoir plus >>
Modélisation des matériaux anisotropes	Les modèles tiennent compte des propriétés anisotropes (dépendantes de la direction) des superalliages monocristallins, offrant des prédictions plus précises du comportement sous différents types de sollicitations.	En savoir plus >>

Prolongation de la durée de vie des composants

Le processus consiste à analyser les causes de défaillance des composants et à mettre en œuvre des mesures d’amélioration. Celles-ci incluent la simulation numérique par éléments finis, le contrôle précis de la composition, l’optimisation du procédé de fabrication et la régulation des traitements thermiques afin d’allonger la durée de vie des composants.

Technologie	Description	Lien
Simulation numérique par éléments finis (FEM)	Prédire les contraintes, déformations et zones de défaillance potentielles avant la fabrication ou en service. La simulation identifie les points faibles susceptibles de défaillance sous certaines charges ou conditions.	En savoir plus >>
Contrôle précis de la composition	Optimiser la composition des matériaux pour de meilleures performances. Un contrôle précis de la composition des alliages améliore la résistance, la tenue à la fatigue et la stabilité thermique, impactant directement la durée de vie des composants.	En savoir plus >>
Optimisation du procédé de fabrication	Affiner les techniques de fabrication pour obtenir moins de défauts, une meilleure structure granulaire et une qualité globale accrue. Cela inclut des améliorations en coulée, forgeage et usinage, afin d’augmenter la durabilité des composants.	En savoir plus >>
Régulation du traitement thermique	Régler les traitements thermiques pour affiner la microstructure. En ajustant température, temps et vitesses de refroidissement, on optimise la structure des grains, améliorant la résistance au fluage et la durée de vie en fatigue.	En savoir plus >>