شبيه سازي عددي طراحي بهينه انتخاب كننده تك بلور سوپرآلياژ پايه نيكل

كارشناسي ارشد

اين پژوهش با هدف بررسي پارامترهاي طراحي قالب و انتخاب كننده بلور در توليد پره تك‌بلور سوپرآلياژ پايه نيكل CMSX-4به وسيله كوره بريجمن انجام شده است. بدين منظور شبيه‌سازي عددي انتقال حرارت همراه با انجماد توسط نرم‌افزار المان محدود ProCAST كه قابليت شبيه‌سازي ريزساختار انجمادي با استفاده از مدول CAFE را داراست، انجام گرفته است. جهت ارزيابي و راستي آزمايي مدل توسعه يافته در اين تحقيق، نتايج محاسبات با نتايج تجربي حاصل از يك پژوهش انجام شده روي اين سوپرآلياژ مورد مقايسه قرار گرفته است. در اين راستا مدل عددي بر اساس پارامترها و مشخصات نمونه پژوهش تجربي موردنظر، اجرا شده و پيش‌بيني‌هاي مربوط به گراديان دما، نمودار سرد شدن و چگالي دانه با مقادير تجربي مقايسه شده است. پس از صحت‌سنجي كار مدل، مطالعات پارامتري جهت انتخاب طراحي بهينه با درنظر گرفتن پارامترهايي چون زاويه خيز مارپيچ، قطر كانال مارپيچ و طول بلوك استارتر انجام شد. نتايج نشان داد كه مدل با طراحي 30-7-30 (زاويه خيز 30درجه، قطر كانال 7 ميلي‌متر و قطر پيچش مارپيچ 30ميلي‌متر) بهينه بوده و مي‌تواند انتخاب دانه در ارتفاع 5/8 ميلي‌متري از سطح بلوك استارتر و با انحراف زاويه 134/7 درجه را تأمين كند. پس از انتخاب طرح بهينه از دو منظر ميزان انحراف زاويه‌ي دانه‌ي نهايي از جهت مرجح و ارتفاع انتخاب تك‌بلور، تأثير سرعت خروج قالب از كوره بر ريزساختار نهايي مورد بررسي قرار گرفت.

191512

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر محسن قنبري حقيقي

شناسايي و انتخاب مواد

دكتر محمدرضا ابوطالبي - دكتر سعيد شبستري