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超合金単結晶鋳造タービンブレード熱処理メーカー

目次
CMSXおよびSC超合金タービンブレード性能のための精密熱処理
単結晶タービンブレードにとって熱処理が重要な理由
当社が熱処理を行うCMSX単結晶合金
ケーススタディ:CMSX-4タービンブレード鋳造品の熱処理
プロジェクト背景
典型的なSCブレード部品と産業分野
熱処理能力とパラメータ
結果と検証
熱処理実施
処理後加工
検査
よくある質問

CMSXおよびSC超合金タービンブレード性能のための精密熱処理

CMSXおよびその他のSC超合金から作製された単結晶タービンブレードは、高圧タービン段階における極端な熱的・機械的ストレス下で動作するように設計されています。これらのブレードは、ガンマプライム強化を活性化し、微細構造を安定化させ、1100°Cを超える温度でのクリープ、疲労、酸化に対する耐性を確保するために、高度に制御された熱処理プロセスを必要とします。

Neway AeroTechは、単結晶鋳造品のための認定熱処理メーカーです。当社は、航空宇宙および発電分野で使用されるタービンブレード用のCMSX-4、CMSX-10、CMSX-2およびその他の先進的超合金の鋳造後熱処理を専門としています。

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単結晶タービンブレードにとって熱処理が重要な理由

単結晶ブレードは、厳しい高温ストレスサイクル下で確実に性能を発揮するために、ガンマプライム析出と方向性安定性に依存しています。熱処理は以下の役割を果たします:

  • 溶体化処理と時効処理サイクルを通じて完全な機械的ポテンシャルを活性化する

  • 結晶方向と相分布を整合させ、クリープと変形を低減する

  • CNC加工およびHIP処理前に残留鋳造応力を除去する

  • 後続のTBCコーティングのための形状を安定化させる

当社は、サイクル全体を通じて迷走粒形成や再結晶が発生しないことを保証します。

当社が熱処理を行うCMSX単結晶合金

合金

最高使用温度 (°C)

熱処理サイクル

用途

CMSX-4

1140

1290°C/3h + 870°C/20h

HPTブレード、ベーン

CMSX-10

1170

1280°C/4h + 880°C/24h

ローターブレード

CMSX-2

1120

1265°C/3h + 870°C/18h

ガイドベーン

当社は、粒不安定性や相不均衡を避けるために、温度を±3°C以内で制御します。

ケーススタディ:CMSX-4タービンブレード鋳造品の熱処理

プロジェクト背景

顧客から、複雑な内部冷却構造を持つ長さ240 mmのCMSX-4単結晶翼型84個が提出されました。熱処理は1290°Cで3時間実施され、その後2段階の時効処理が行われました。処理後のSEMおよび硬度データは、完全なガンマプライム活性化と熱影響部のないエッジを示しました。

典型的なSCブレード部品と産業分野

ブレードモデル

説明

合金

産業分野

SCB-820

蛇行通路付き単結晶ブレード

CMSX-4

航空宇宙

RBD-610

ファーツリー根元付きローターブレード

CMSX-10

エネルギー

VNS-450

プラットフォームフィレット付きベーンセグメント

CMSX-2

発電

各部品は、制御された熱サイクル、SEM、およびCMM検証を受けます。

熱処理能力とパラメータ

  1. 溶体化温度:合金に応じて1260–1290°C;残留応力を除去し、樹枝晶間偏析を溶解する。

  2. 時効サイクル:870–880°C、18–24時間;ガンマプライム強化と相均一性を促進する。

  3. 昇温速度:≤5°C/分;熱勾配を制限し、薄いトレーリングエッジでの再結晶を防止する。

  4. 雰囲気:高純度アルゴンまたは真空;TBC前の酸化防止表面を確保する。

  5. 検証:結晶粒構造連続性のためのCMM、SEM、硬度、およびEBSD。

結果と検証

熱処理実施

翼型は1290°Cで3時間溶体化処理され、その後870°Cで20時間時効処理されました。熱均一性は±3°C以内に保たれました。

処理後加工

ブレードはCNC加工により最終形状に仕上げられました。オプションの溶接修理およびHIP処理が続きました。

検査

X線NDTおよびSEMにより、相分布と結晶粒連続性が確認されました。CMMにより、±0.008 mm以内の寸法適合性が検証されました。

よくある質問

  1. CMSX単結晶ブレードの標準熱処理は何ですか?

  2. 熱処理はSC翼型の結晶粒配向に影響を与えますか?

  3. 熱サイクル中に再結晶はどのように防止されますか?

  4. 単結晶部品の熱処理後にはどのような検査が行われますか?

  5. 熱処理、HIP、CNCを統合サービスとして提供していますか?