Lưỡi tuabin đơn tinh thể

Các lưỡi kết tinh định hướng loại bỏ các ranh giới hạt ngang, vốn nhạy cảm với các khoảng trống và vết nứt, sao cho tất cả các ranh giới hạt song song với hướng của trục ứng suất, do đó cải thiện khả năng sử dụng của hợp kim. Lưỡi đơn tinh thể loại bỏ tất cả các ranh giới hạt, không phải thêm các yếu tố tăng cường ranh giới hạt, do đó nhiệt độ nóng chảy ban đầu của hợp kim tương đối cao, do đó làm tăng độ bền nhiệt độ cao của hợp kim và cải thiện hơn nữa hiệu suất tổng thể của hợp kim. Lưỡi đơn tinh thể, toàn bộ vật đúc bao gồm thành phần hạt của vật đúc bằng hợp kim nhiệt độ cao. Đây là quá trình đúc hợp kim nhiệt độ cao theo hướng hóa rắn, nhằm cải thiện hơn nữa độ bền của hợp kim và cách sử dụng nhiệt độ.

Các vật đúc lưỡi đơn tinh thể của tổ chức lý tưởng là rễ lá, thân lá và ngọn lá, được cấu tạo từ tinh thể đơn nhiều pha không có khuyết tật. Hướng tinh thể phải là hướng 〈001〉 và hướng trục ứng suất chính của lưỡi dao giữa độ lệch không được lớn hơn 10 độ. Vật đúc đơn tinh thể có thể được chuẩn bị với cùng một thiết bị và quy trình hóa rắn định hướng, và vật đúc hóa rắn định hướng chỉ khác nhau ở khung làm mát bằng nước ở phần trên của việc bổ sung bộ chọn tinh thể hoặc tinh thể nhỏ, để điều khiển tinh thể đơn vào buổi casting.

Lịch sử tóm tắt về hợp kim nhiệt độ cao đúc đơn tinh thể ban đầu sử dụng thành phần hợp kim nhiệt độ cao đúc thông thường, trong trường hợp này, hợp kim nhiệt độ cao đúc đơn tinh thể và hợp kim nhiệt độ cao đúc hóa rắn định hướng, ngoài việc cải thiện độ bền ngang và dẻo, và các tính chất khác và không có sự cải thiện đáng kể. Vào cuối những năm 1970, sự xuất hiện của việc loại bỏ ranh giới hạt của các thành phần được tăng cường (xem các hợp kim nhiệt độ cao được tăng cường bởi ranh giới hạt của) các hợp kim nhiệt độ cao đúc đơn tinh thể, chẳng hạn như PwAl480 của Hoa Kỳ, NASAIRl00.

loại bỏ carbon, boron, zirconium, hafnium và các nguyên tố tăng cường ranh giới hạt khác để cải thiện nhiệt độ nóng chảy ban đầu của hợp kim, do đó cho phép cải thiện nhiệt độ xử lý dung dịch rắn, để thu được pha Y mịn hơn, khuếch tán hơn (xem vật liệu hợp kim nhiệt độ cao các pha hợp chất intermetallic), để tiềm năng của hợp kim phát huy đầy đủ hơn. Sau hơn 20 năm phát triển, hơn 20 loại hợp kim nhiệt độ cao đúc đơn tinh thể đã xuất hiện. Các hợp kim này có thể được chia thành ba thế hệ: thế hệ đầu tiên coi PwAl480 là đại diện cho khả năng chịu nhiệt độ của nó so với hợp kim đúc nhiệt độ cao đúc hóa rắn định hướng tốt nhất PwAl422 có lợi thế 25 độ; thế hệ thứ hai lấy PwAl484 làm đại diện cho thế hệ thứ nhất so với thế hệ thứ nhất và được cải thiện 25 độ; đang được phát triển là thế hệ thứ ba của hợp kim đơn tinh thể.