TMS-75 सुपरएलॉय डायरेक्शनल कास्टिंग हॉट सेक्शन इंजन पार्ट्स
परिचय
हॉट सेक्शन इंजन पार्ट्स—जिनमें टर्बाइन वेन्स, ब्लेड्स, कंबस्टर हार्डवेयर और ट्रांजिशन डक्ट्स शामिल हैं—एयरोस्पेस और पावर टर्बाइन सिस्टम दोनों में अत्यधिक तापमान, ऑक्सीकरण और थर्मल फटीग के तहत काम करते हैं। इन घटकों को उच्च क्रीप स्ट्रेंथ, ऑक्सीकरण प्रतिरोध और माइक्रोस्ट्रक्चरल स्थिरता वाली सामग्री की आवश्यकता होती है। TMS-75, सिंगल क्रिस्टल और डायरेक्शनल सॉलिडिफिकेशन के लिए विकसित एक तीसरी पीढ़ी का निकल-आधारित सुपरएलॉय, श्रेष्ठ उच्च-तापमान सामर्थ्य और कम तापीय चालकता के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो इसे हॉट सेक्शन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाता है।
न्यूवे एयरोटेक में, हम उन्नत वैक्यूम इन्वेस्टमेंट कास्टिंग, स्पाइरल ग्रेन सेलेक्टर्स और सटीक विथड्रॉल नियंत्रण का उपयोग करके TMS-75 घटकों की डायरेक्शनल कास्टिंग में विशेषज्ञता रखते हैं। हमारे कास्टिंग्स महत्वपूर्ण एयरोस्पेस, पावर जनरेशन और डिफेंस अनुप्रयोगों की सेवा करते हैं जिन्हें थर्मली आक्रामक वातावरण में लंबी आयु वाले घटकों की आवश्यकता होती है।
हॉट सेक्शन घटकों के लिए TMS-75 डायरेक्शनल कास्टिंग की मुख्य तकनीक
वैक्स पैटर्न निर्माण ब्लेड्स, वेन्स और लाइनर सेगमेंट्स के लिए वैक्स पैटर्न ±0.05 मिमी सटीकता के साथ ढाले जाते हैं, जिससे एयरोडायनामिक और सीलिंग सतह अखंडता सुनिश्चित होती है।
शेल मोल्ड निर्माण उच्च-शक्ति वाले सिरेमिक शेल मोल्ड (6–10 मिमी) डायरेक्शनल सॉलिडिफिकेशन तापमान को संभालने और विथड्रॉल के दौरान संरचनात्मक समर्थन बनाए रखने के लिए बनाए जाते हैं।
ग्रेन सेलेक्टर एकीकरण सर्पिल या स्टार्टर सेलेक्टर्स [001] ग्रेन ग्रोथ को भाग के मुख्य तनाव अक्ष के साथ निर्देशित करते हैं, जिससे ग्रेन बाउंड्री निर्माण न्यूनतम होता है।
वैक्यूम इंडक्शन मेल्टिंग TMS-75 को वैक्यूम (≤10⁻³ Pa) में ~1450°C पर पिघलाया जाता है, जिससे रासायनिक शुद्धता सुनिश्चित होती है और सेग्रीगेशन कम होता है।
डायरेक्शनल सॉलिडिफिकेशन स्तंभाकार [001]-ओरिएंटेड ग्रेन उत्पन्न करने के लिए मोल्ड को सख्ती से नियंत्रित थर्मल ग्रेडिएंट के माध्यम से 2–4 मिमी/मिनट की दर से वापस खींचा जाता है।
शेल हटाना और सतह सफाई शेल्स को हाई-प्रेशर ब्लास्टिंग और केमिकल लीचिंग का उपयोग करके हटाया जाता है, जिससे जटिल कूलिंग फीचर्स और वॉल परिभाषा संरक्षित रहती है।
हीट ट्रीटमेंट और एजिंग सॉल्यूशन और एजिंग उपचार γ′ फेज वितरण को परिष्कृत करते हैं और दीर्घकालिक सेवा के लिए माइक्रोस्ट्रक्चर को स्थिर करते हैं।
अंतिम मशीनिंग और निरीक्षण घटकों को CNC मशीनिंग, EDM के माध्यम से पूरा किया जाता है और CMM और एक्स-रे निरीक्षण के माध्यम से सत्यापित किया जाता है।
डायरेक्शनली कास्ट इंजन पार्ट्स के लिए TMS-75 सामग्री गुण
अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान: ~1150°C
तन्य शक्ति: ≥1250 MPa
क्रीप रप्चर स्ट्रेंथ: 1100°C (1000 घंटे) पर ≥250 MPa
थर्मल कंडक्टिविटी: CMSX-4 से कम, थर्मल बैरियर प्रदर्शन में सुधार
गामा प्राइम सामग्री: ~70%
ऑक्सीकरण प्रतिरोध: दहन गैस वातावरण में उत्कृष्ट
ग्रेन संरचना: स्तंभाकार [001], विचलन <2° EBSD के माध्यम से सत्यापित
केस स्टडी: सैन्य जेट इंजन के लिए TMS-75 टर्बाइन वेन्स और ट्रांजिशन सेगमेंट्स
प्रोजेक्ट पृष्ठभूमि
न्यूवे एयरोटेक ने एक नई पीढ़ी के सैन्य जेट इंजन के लिए TMS-75 से फर्स्ट-स्टेज वेन्स और कंबस्टर इंटरफेस सेगमेंट्स का निर्माण किया। ग्राहक को 1100°C से अधिक स्थितियों में उच्च क्रीप प्रतिरोध, डायरेक्शनल ग्रेन नियंत्रण और सुसंगत थर्मल फटीग प्रदर्शन की आवश्यकता थी।
अनुप्रयोग
टर्बाइन नोजल गाइड वेन्स एयरोडायनामिक लोडिंग और थर्मल ग्रेडिएंट के अधीन स्थिर एयरफॉइल्स।
कंबस्टर ट्रांजिशन सेगमेंट्स कंपन एक्सपोजर और तेज तापमान चक्रण वाले पतली-दीवार वाले डक्टिंग तत्व।
लाइनर सेगमेंट्स और बैफल्स आंतरिक इंजन संरचना को गर्म गैस एक्सपोजर से बचाते हैं और ऑक्सीकरण प्रतिरोध की आवश्यकता होती है।
सील सेगमेंट्स और श्राउड्स स्थिर भाग जिन्हें सीलिंग अखंडता और उच्च-तापमान क्रीप प्रदर्शन की मांग होती है।
न्यूवे एयरोटेक में विनिर्माण वर्कफ़्लो
सिमुलेशन-आधारित मोल्ड डिज़ाइन CFD और सॉलिडिफिकेशन मॉडलिंग स्थिर [001] ग्रोथ के लिए सेलेक्टर प्लेसमेंट, गेटिंग और चिल ओरिएंटेशन का मार्गदर्शन करती है।
वैक्यूम कास्टिंग निष्पादन डायरेक्शनल कास्टिंग वैक्यूम के तहत की जाती है, जिसमें समान ग्रेन संरेखण और दोष परिहार के लिए नियंत्रित विथड्रॉल दरें होती हैं।
हीट ट्रीटमेंट और माइक्रोस्ट्रक्चरल ऑप्टिमाइजेशन पोस्ट-कास्टिंग हीट ट्रीटमेंट्स लोड के तहत समान γ′ वितरण और दीर्घकालिक स्थिरता को बढ़ावा देते हैं।
सटीक मशीनिंग और निरीक्षण CNC और EDM मशीनिंग आयामी अनुपालन सुनिश्चित करती है, इसके बाद CMM और EBSD सत्यापन होता है।
मुख्य विनिर्माण चुनौतियाँ
जटिल घुमावदार ज्यामिति में ग्रेन संरेखण बनाए रखना
पतली-दीवार वाले क्षेत्रों में हॉट टीयर्स और ग्रेन बाउंड्री माइग्रेशन को रोकना
कूलिंग दर और माइक्रोस्ट्रक्चर स्थिरता को संतुलित करना
पोस्ट-कास्टिंग हीट ट्रीटमेंट के दौरान विरूपण को नियंत्रित करना
परिणाम और सत्यापन
EBSD के माध्यम से <2° विचलन के साथ सभी भागों में [001] ओरिएंटेशन की पुष्टि की गई
1100°C पर क्रीप स्ट्रेंथ 250 MPa से अधिक रही
अल्ट्रासोनिक और रेडियोग्राफिक NDT के माध्यम से पोस्ट-कास्टिंग शून्य पोरोसिटी की पुष्टि की गई
आयामी सहनशीलता ±0.03 मिमी के भीतर रखी गई
पूर्ण ट्रेसेबिलिटी और AS9100 दस्तावेज़ीकरण प्रदान किया गया
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
हॉट सेक्शन पार्ट्स के लिए डायरेक्शनल कास्टिंग में TMS-75 का उपयोग क्यों किया जाता है?
TMS-75 की थर्मल और मैकेनिकल सीमाएँ क्या हैं?
डायरेक्शनल सॉलिडिफिकेशन के दौरान ग्रेन ओरिएंटेशन को कैसे नियंत्रित किया जाता है?
TMS-75 घटक उत्पादन का समर्थन करने वाले कौन से गुणवत्ता प्रमाणपत्र हैं?
क्या TMS-75 घटकों की मरम्मत या फील्ड वेल्डिंग की जा सकती है?
