مسطح سازی جبهه انجمادی در فناوری انجماد جهت دار

انجماد جهت دار

A method for flattening the solidification front indirectional

solidification technology

روشی برای مسطح سازی جبهه انجمادی در فن آوری انجماد جهت دار

ABSTRACT

Nonplanar solidification front causes defects in directional solidification process. The transverse temperature gradient, which can be divided into radial temperature gradient and circumferential temperature gradient, is one of the reasons causing the nonplanar solidification front. This paper presents a method by varying the wall thickness of the mould to decrease the circumferential temperature gradient and hence flatten the solidification front. The equations for calculating the wall thickness were deduced by heat transfer analysis. The optimized mould contour was obtained by solving the equations numerically. It was proved by simulation that the circumferential temperature gradient can be almost reduced by 40%. Furthermore, the starting time difference of solidification at one cross section along the circumferential direction almost reduces by half. Additionally, this paper also researches the influences of parameters of the mould and the furnace etc. on the shape of the mould and the circumferential temperature gradient. The circumferential temperature gradient decreases as the thermal conductivity and the emissivity of the mould increase. And the temperature of the cooling ring impacts little on the circumferential temperature gradient. According to the development trend of the blade manufacturing, this method may be applied widely.

 جهت دانلود رایگان نسخه لاتین این مقاله اینجا کلیک کنید .

چکیده

انجماد جهت دار- جبهه انجماد غیرخطی موجب بروز عیوب در فرآیند انجماد جهت دار می شود. گرادیان دمای عرضی، که می توان آن را به گرادیان های دمایی شعاعی و محیطی تقسیم نمود، یکی از دلایل بروز جبهه انجماد غیرخطی می باشد.

این مقاله روشی را ارائه می کند که با تغییر ضخامت دیواره قالب موجب کاهش گرادیان دمایی محیطی و در نتیجه مسطح سازی جبهه انجمادی می شود. معادله مورد استفاده برای ضخامت دیواره با تحلیل انتقال حرارتی استخراج می گردد. کانتور بهینه شدۀ قالب با حل عددی معادله بدست می آید. با استفاده از شبیه سازی ثابت شده که گرادیان دمایی محیطی می تواند تا 40 درصد کاهش یابد. علاوه بر این اختلاف زمان شروع انجماد در یک سطح مقطع در امتداد جهت محیطی تا نصف کاهش یافته است.

افزون بر آنچه گفته شد، این مقاله همچنین اثرات پارامتر های قالب، کوره و غیره را بر شکل قالب و گرادیان دمایی محیطی نیز مورد پژوهش قرار می دهد. گرادیان دمایی محیطی با افزایش رسانایی حرارتی و قابلیت تابش قالب کاهش می یابد؛ و دمای حلقه خنک کننده بر گرادیان دمایی محیطی اثر اندکی دارد. با توجه به افزایش رو به رشد گرایش به ساخت تیغه ها، این روش می تواند بطور گسترده ای مورد استفاده قرار گیرد.

 جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.