بررسي تاثير ضرايب انتقال حرارت در انجماد جهت‌دار در سوپرآلياژ پايه نيكل GTD111

هدف از پژوهش حاضر، ريخته گري جهتدار ميله‌هايي از جنس سوپرآلياژ GTD111 به روش بريجمن و تعيين اثر شرايط مرزي انتقال حرارت بر نرخ رشد جهت‌دار و همچنين ريزساختار دانه بندي حاصل از آن، به كمك شبيه‌سازي عددي است. به اين منظور، درقدم اول، شرايط مرزي انتقال حرارت در مرزهاي مذابقالب و مذاب مبرد در كوره بريجمن طي انجمادِ كامل خوشه اي، متشكل از ميله هاي GTD111 مشخص شده و سپس ساختار دانه بندي ميله ها پس از عمليات متالوگرافي؛ در دو مقطع طولي و عرضي آنها ظاهرشدند. درقدم دوم، شرايط مرزي انتقال حرارت مشخص شده فوق، در نرم افزار Procast وارد شده و شبيه سازي فرايند انجماد و الگوي رشد دانه بندي در دو مقطع طولي و عرضي شبيه سازي عددي شدند (متالوگرافي مجازي) و نتايج هر دو متالوگرافي مجازي و واقعي مقايسه شدند. پس از اطمينان از صحت نتايج شبيه سازي، با تغير شرايط مرزي و اوليـه حـرارتي جديد، اثر گراديان دما بر الگوي رشد دانه هاي ستوني، شبيه سازي و تاثير آن برفاصله بين بازوهاي ثانويه طي رشد بدست آمد. نتايج نشان مي دهد، در سرعت رشد حدود 4 ميليمتر بر دقيقه، با تنظيم گراديان دما در محدوده بين 80 الي 100 درجه سلسيوس بر ميليمتر، ميانگين فاصله بين بازوهاي ثانويه دندريتي، تقريبا100 120 ميكرون خواهد بود.