単結晶タービンブレード

方向性結晶化ブレードは、ボイドや亀裂の影響を受けやすい横方向の結晶粒界を排除し、すべての結晶粒界が応力軸の方向と平行になるようにすることで、合金の実用性を向上させます。単結晶ブレードはすべての粒界を除去し、粒界強化元素を添加する必要がないため、合金の初期溶解温度が比較的高く、それによって合金の高温強度が増加し、全体的な性能がさらに向上します。合金。単結晶ブレード、鋳物全体は高温合金の鋳物の粒子組成で構成されています。これは、高温合金の方向性凝固鋳造に続き、合金の強度と温度の使用方法をさらに向上させます。

理想的な組織の単結晶ブレード鋳物は、葉根、葉体、葉冠であり、欠陥のない多相単結晶で構成されています。結晶方位は〈001〉方向とし、ブレード主応力軸方向との偏差が10度以内であること。単結晶鋳物は方向性凝固と同じ設備とプロセスで製造でき、方向性凝固鋳物は単結晶を制御するために結晶セレクターまたは小さな結晶を追加する上部の水冷シャーシのみが異なります。キャスティングに。

通常の鋳造用高温合金組成を用いた初期の単結晶鋳造用高温合金、この場合は単結晶鋳造用高温合金と一方向凝固鋳造用高温合金の歴史を簡単に説明します。可塑性やその他の特性に大きな改善はありません。 1970年代の終わりには、米国のPwAl480などの単結晶鋳造高温合金の強化元素（粒界によって強化された高温合金を参照）の粒界の除去が出現しました。ナセールl00。

炭素、ホウ素、ジルコニウム、ハフニウム、その他の粒界強化元素を除去して合金の初期溶解温度を向上させ、固溶体処理温度を向上させ、より微細でより拡散した Y ' 相を得ることができます (「高温合金材料」を参照)。 20年以上の開発を経て、20種類以上の単結晶鋳造高温合金が登場しました。これらの合金は 3 つの世代に分けることができます。第 1 世代の PwAl480 は、その耐熱能力の代表として、最高の方向性凝固鋳造高温合金 PwAl422 よりも 25 度優れています。第 2 世代は第 1 世代の代表である PwAl484 に第 1 世代よりも 25 度向上しました。現在開発されているのは、第 3 世代の単結晶合金です。