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rapporti - Deliverable

Studio di fattibilità della crescita epitassiale con laser ND: YAG di una superlega monocristallina.

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Studio di fattibilità della crescita epitassiale con laser ND: YAG di una superlega monocristallina.

Recently updated on Aprile 7th, 2021 at 01:21 pm

Poiché le pale di turbina di tipo monocristallino sono in grado di resistere a sollecitazioni e temperature più elevate delle pale di superlega a base nichel equiassica, esse possono essere inserite in cicli termici a più alto rendimento, tipici delle turbine a gas di ultima generazione. Ne consegue che nei prossimi anni una gran parte dei componenti di turbina eserciti avranno queste caratteristiche e quindi la messa a punto di un procedimento di riparazione per il loro recupero consentirà un cospicuo ritorno economico. E’ stato eseguito lo studio preliminare per verificare la possibiltà di realizzare una crescita epitassiale su una superlega monocristallina; il metodo di riporto laser è risultato adatto a realizzare le condizioni di solidificazione particolari che consentono di conservare l’orientazione cristallina del substrato anche nel materiale da riportare per poter effettuare riparazioni di pale danneggiate a singolo cristallo (SC). I primi studi su questo metodo di crescita epitassiale a mezzo laser (EPLMF) finalizzata alla realizzazione delle riparazioni sono stati effettuati all’università di Losanna; visti i buoni risultati ivi ottenuti, si è deciso di replicare lo stesso procedimento su un materiale ben noto (CMSX4) e di preparare le metodologie di calcolo necessarie per estenderne l’applicazione ad altri materiali della stessa famiglia. Uno strumento fondamentale per la messa a punto dei parametri di questo processo consiste nella comprensione del fenomeno della solidificazione rapida, che governa tutti i processi meccanici che coinvolgono i fasci laser. Tale teoria porta ad individuare delle zone in cui i valori della velocità di solidificazione e del gradiente termico consentono la crescita epitassiale. Basandosi sui lavori di letteratura è stato costruito un modello matematico in grado di fornire, una volta noti i parametri caratteristici dei materiali, le condizioni di formazione delle diverse microstrutture e i valori delle grandezze che determinano la transizione tra queste; la validazione del modello è stata fatta confrontando i risultati ottenuti con quelli disponibili in letteratura, trovando un sostanziale accordo. Inoltre sono stati approvvigionati il materiale monocrostallino e la polvere di CMSX – 4. Le prime prove sperimentali sono in corso e la loro caratterizzazione verrà effettuata nel prosieguo dell’attività nell’anno 2001.

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