ساخت افزایشی قطعات توربین گاز از جنس سوپرآلیاژ پایه نیکل

سویلر محفظه احتراق توربین گاز معمولاً از جنس سوپرآلیاژهای پایة نیکل طراحی و به روش مرسوم ریخته‌گری دقیق تحت خلاء تولید می‌شود. تولید اینگونه قطعات بخاطر پیچیدگی ‌های هندسی، دقت ابعادی بالا و همچنین استفاد از ماهیچه سرامیکی با ضایعات بالایی همراه می ‌باشد. در دهه‌های اخیر استفاده از فرایند ساخت افزایشی بعنوان روش نوین و جایگزین برای تولید قطعات پیچیده فلزی صنایع نیروگاهی رو به رشد بوده و به طور ویژه مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق سویلر توربین گاز از جنس سوپرآلیاژ پایه نیکل in625 به روش ذوب انتخابی لیزر در شرایط بهینه ‌ای از متغیرهای اصلی فرایند ساخت نظیر توان لیزر، سرعت اسکن و اندازه ضخامت لایه های ذوب شده با هدف دستیابی به ریز ساختار و خواص مکانیکی مطلوب با کمترین میزان انحراف ابعادی و کیفیت سطحی بالا ساخته شد. بررسی ‌های ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ نوری بر روی نمونه‌های شاهد انجام شد و عیوب ساختاری نظیر ذوب موضعی ناقص، فازهای اکسیدی غیر فلزی، تخلخل و همچنین میکرو ترک شناسایی شد. سویلر پرینت شده به روش غیر تماسی ابعاد برداری و در کلیه سطوح مهم و نهایی با مدل کامپیوتری مقایسه شد. کیفیت سطحی و دقت ابعادی قطعه قابل قبول بوده و در محدوده تلرانسی ساخت قطعه ریختگی ارزیابی شد. همچنین آزمون ‌های سختی و کشش در دمای محیط بر روی نمونه‌های شاهد عملیات حرارتی شده، انجام شد. نتایج  نشان داد که مقادیر خواص کششی نمونه های پرینت شده در پارامترهای استحکام تسلیم و استحکام نهایی بالاتر ولی در پارامتر ازدیاد طول نسبی پائین تر و میزان سختی نیز یکسان بوده است.

additive manufacturing of nickel-based superalloy gas turbine components

the swirler of the gas turbine combustion chamber is usually designed from nickel-based superalloys and produced by the conventional precision casting method under vacuum. the production of such parts is associated with high scrap due to geometrical complexity, high dimensional accuracy and also the use of ceramic cores. in recent decades, the use of the additive manufacturing process as a new and alternative method has been growing for the production of complex metal parts in the power plant industry. in this research, a gas turbine swirler and several inconel 625 samples were fabricated by slm in optimal conditions of the main variables of the manufacturing process such as laser power, scanning speed and the thickness of the melted layer. microstructural studies were performed by optical microscope on samples and some structural defects such as incomplete local melting, porosity, non-metallic oxide phases and microcracks were identified. the printed swirler was compared with the computer model in all important and final surfaces by non-contact dimensioning method. the surface quality and dimensional accuracy of the part were acceptable and it was evaluated within the tolerance range of the casting part. also, hardness and tensile tests at ambient temperature were performed on the heat treated samples. the results showed that the values of the tensile properties of the printed samples were higher in the parameters of yield strength and ultimate strength, but lower in the parameter of relative elongation and the hardness was also the same.