আধুনিক অ্যারো-ইঞ্জিনের মধ্যে অনেক পেশাগত বিষয় রয়েছে যেমন বায়ুবিদ্যা, তাপ প্রকৌশল, গঠন এবং শক্তি, নিয়ন্ত্রণ, পরীক্ষা, কম্পিউটার, উত্পাদন প্রযুক্তি এবং উপকরণ, এবং আধুনিক শিল্পের মুকুটে মুক্তা হিসাবে সমাদৃত। কম্প্রেসার ব্লেড হল অ্যারোইঞ্জিনের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ উপাদান। সেন্ট্রিফিউগাল ফোর্স এবং এর নমন মোমেন্ট, অ্যারোডাইনামিক ফোর্স এবং এর বেন্ডিং মোমেন্ট, তাপীয় লোড এবং কম্পন লোড, বিদেশী বস্তু যেমন বালি, উড়ন্ত পাখি, প্রচুর পরিমাণে অ্যারো-ইঞ্জিন রটার ব্লেড, কম্প্রেসারের সাথে মিলিত হয়ে ক্ষতির হুমকির সম্মুখীন হয়। ব্লেড পরার জন্য অত্যন্ত প্রবণ, জারা পিট, পড়ে যাওয়া ব্লক, বিকৃতি, ফাটল এবং ভাঙ্গা এবং অন্যান্য ক্ষতি যা ব্লেডের ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করে, যা বিমানের নির্ভরযোগ্যতা এবং নিরাপত্তাকে মারাত্মকভাবে হুমকি দেয়। উচ্চ প্রযুক্তিগত বিষয়বস্তু, উচ্চ খরচ, উচ্চ প্রক্রিয়াকরণের অসুবিধা এবং কম্প্রেসার ব্লেডের দীর্ঘ রক্ষণাবেক্ষণ চক্রের কারণে, ক্ষতিগ্রস্ত ব্লেড মেরামতের খরচ সরাসরি ব্লেড প্রতিস্থাপনের খরচের মাত্র 20%। তাই ক্ষতিগ্রস্ত ব্লেড মেরামত একটি আরো লাভজনক, পরিবেশ বান্ধব এবং দক্ষ পছন্দ।
সাম্প্রতিক বছরগুলিতে লেজার ক্ল্যাডিং একটি জনপ্রিয় পৃষ্ঠ পরিবর্তন প্রযুক্তি। ঐতিহ্যগত পৃষ্ঠ পরিবর্তন প্রযুক্তির সাথে তুলনা করে, লেজার ক্ল্যাডিং-এর উচ্চ মাত্রার অটোমেশন, ক্ল্যাডিং স্তরের সূক্ষ্ম এবং অভিন্ন কাঠামো, সূক্ষ্ম শস্য, ক্ল্যাডিং স্তর এবং ম্যাট্রিক্সের মধ্যে উচ্চ বন্ধন শক্তি এবং ম্যাট্রিক্সের ছোট তাপীয় বিকৃতির সুবিধা রয়েছে।
এই গবেষণাপত্রে, Ti811 টাইটানিয়াম খাদ উচ্চ-চাপ সংকোচকারী ব্লেডকে গবেষণার বস্তু হিসাবে নেওয়া হয়েছে, এবং ক্ল্যাডিং আবরণ টি811 অ্যালয় উচ্চ-চাপ সংকোচকারী ব্লেডে কোঅক্সিয়াল পাউডার ডেলিভারি লেজার ক্ল্যাডিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে প্রস্তুত করা হয়েছে, এবং TC{{4 }}Ni45+Y2O3 মিশ্রিত খাদ পাউডার ক্ল্যাডিং উপাদান হিসাবে ব্যবহৃত হয়। ফেজ কম্পোজিশন, মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং ক্ল্যাডিং লেয়ারের মাইক্রোহার্ডনেস বিশ্লেষণ করা হয়। এটি টাইটানিয়াম খাদ সংকোচকারী ব্লেড মেরামতের জন্য একটি ভিত্তি প্রদান করে।
পরীক্ষার উপকরণ এবং পরীক্ষার পদ্ধতি
পরীক্ষায় ব্যবহৃত সাবস্ট্রেটটি ছিল Ti811 টাইটানিয়াম খাদ উচ্চ-চাপ সংকোচকারী ব্লেড। সারণি 1 টি 811 টাইটানিয়াম খাদের প্রধান রাসায়নিক গঠন দেখায়। অক্সাইড অপসারণের জন্য কম্প্রেসার ব্লেডের পৃষ্ঠটি এমরি পেপার দিয়ে পালিশ করা হয়েছিল এবং অ্যানহাইড্রাস ইথানল দিয়ে ধুয়ে শুকানো হয়েছিল। লেজার ক্ল্যাডিং পাউডার হল 65wt%TC4, 33wt%Ni45A এবং 2wt%Y2O3 মিশ্রিত খাদ পাউডার, পাউডারের ব্যাস 50~120μm। সারণি 2 এবং টেবিল 3 যথাক্রমে TC4 এবং Ni45 এর প্রধান রাসায়নিক উপাদানগুলি দেখায়।
সারণি 1 Ti811 অ্যালয়িংয়ের রাসায়নিক উপাদান (Wt, %)
|
আল |
V |
মো |
C |
ফে |
N |
O |
তি |
|
8.1 |
0.99 |
1.05 |
0.03 |
0.01 |
0.05 |
0.06 |
বাল |
সারণি 2 TC4 এর রাসায়নিক গঠন (wt, %)
|
আল |
V |
ফে |
C |
N |
O |
তি |
|
|
5.5~6.8 |
3.5~4.5 |
0.3 |
0.1 |
0.05 |
0.2 |
বাল |
সারণি 3 Ni45 এর রাসায়নিক গঠন (wt, %)
|
C |
B |
সি |
ক্র |
ফে |
নি |
|
0.3~0.6 |
2.0~3.0 |
3.0~4.5 |
11.0~15.0 |
5 |
বাল |
লেজার পাওয়ার রেট হল 350W, স্ক্যান করার গতি হল 7mm/s, পাউডার খাওয়ানোর গতি হল 0.9g/s, লেজার স্পট ব্যাস হল 1mm, সুরক্ষা গ্যাস প্রবাহের হার হল 17nl/min, পাউডার গ্যাস প্রবাহের হার হল, গুঁড়া গ্যাস এবং সুরক্ষা গ্যাস হল আর্গন।
ক্ল্যাডিং লেয়ারের ম্যাক্রো ভিউ অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপ দ্বারা পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল। জেমিনিএসইএম 460 স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ (এসইএম) ক্ল্যাডিং স্তরের মাইক্রোস্ট্রাকচার বিশ্লেষণ করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। ক্ল্যাডিং লেয়ারের মাইক্রোহার্ডনেস Qness Q10A + ইলেকট্রনিক মাইক্রোহার্ডনেস টেস্টার দ্বারা পরিমাপ করা হয়েছিল।
পরীক্ষার ফলাফল এবং বিশ্লেষণ
ছিদ্র এবং ফাটল লেজার ক্ল্যাডিং স্তরগুলিতে সবচেয়ে সাধারণ ত্রুটি। ছিদ্র গঠনের প্রধান কারণগুলি হল যে গলিত পুলের দৃঢ়ীকরণ প্রক্রিয়ার সময় পাউডার গ্যাস সময়মতো অপসারণ করা হয় না এবং আংশিক ক্ল্যাডিং উপাদানগুলি গলে যাওয়ার সময় উচ্চ লেজার তাপমাত্রার কারণে বাষ্প হয়ে যায়। ফাটলগুলির প্রধান কারণগুলি হল অত্যধিক তাপীয় চাপ, কাঠামোর চাপ এবং আবদ্ধতার চাপ। লেজার ক্ল্যাডিং প্রক্রিয়ায়, গলিত পুলের গঠন, দৃঢ়করণ এবং শীতলকরণ খুব অল্প সময়ের মধ্যে সম্পন্ন হয় এবং দ্রুত শীতলকরণ এবং দ্রুত গরম করার প্রক্রিয়াটি একটি খুব বড় তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্টের দিকে নিয়ে যায়, যা তাপীয় চাপকে ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করে। মাইক্রোস্ট্রাকচার স্ট্রেস একই সময়ে ক্ল্যাডিং উপাদান এবং বেস উপাদানের মধ্যে নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতার পার্থক্য এবং ফেজ ট্রানজিশনের সময় অসম রূপান্তরের কারণে ঘটে। সীমাবদ্ধ চাপ হল তাপীয় প্রসারণ এবং পদার্থের ঠান্ডা সংকোচনের ফলে সৃষ্ট প্রসার্য চাপ এবং সংকোচনমূলক চাপ এবং এটি অভ্যন্তরীণ চাপের একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ।
ডুমুর 4 টি 811 টাইটানিয়াম খাদ ব্লেড পৃষ্ঠে ক্ল্যাডিং লেয়ার এবং ক্ল্যাডিং লেয়ারের ক্রস বিভাগ দেখায়। এটি দেখা যায় যে প্রস্তুত মাল্টি-চ্যানেল ক্ল্যাডিং স্তরটির পৃষ্ঠটি অবিচ্ছিন্ন এবং অভিন্ন, ক্ল্যাডিং স্তরটিতে কোনও ছিদ্র, ফাটল এবং অন্যান্য দৃশ্যমান ত্রুটি নেই এবং ক্ল্যাডিং স্তরের অভ্যন্তরীণ কাঠামো ঘন এবং অভিন্ন, এবং ক্ল্যাডিং স্তর। ব্লেড ম্যাট্রিক্সের সাথে একটি ভাল ধাতুবিদ্যা সমন্বয় গঠন করে। এটি দেখা যায় যে লেজার ক্ল্যাডিং প্রক্রিয়ার বাস্তবায়ন প্রভাব ভাল।
(a) ব্লেড ক্ল্যাডিং লেয়ার (b) ক্ল্যাডিং লেয়ার ক্রস সেকশন
উপসংহার
1. এই কাগজে, মিশ্র খাদ পাউডার টি 811 টাইটানিয়াম খাদ উচ্চ-চাপ সংকোচকারীর ব্লেডগুলিতে ক্ল্যাডিং উপাদান হিসাবে ব্যবহৃত হয় এবং মাল্টি-চ্যানেল ক্ল্যাডিং স্তর লেজার ক্ল্যাডিং প্রযুক্তি দ্বারা প্রস্তুত করা হয়। ক্ল্যাডিং স্তরটি ম্যাক্রোস্কোপিক ত্রুটি যেমন ছিদ্র এবং ফাটল ছাড়াই সমানভাবে বিতরণ করা হয়। ক্ল্যাডিং লেয়ারের প্রস্ফুটিত পর্যায়গুলি প্রধানত TiC, TIB2, Ti2Ni এবং -Ti সাবস্ট্রেট।
2. ক্ল্যাডিং লেয়ারে, TiC হল নিরক্ষীয় গোলাকার, Ti2Ni হল অনিয়মিত বৃহদায়তন, TiB2 হল ডেনড্রাইট ফেজ, TiB2 এর পৃষ্ঠায় TiC নিউক্লিয়েট ভিন্নধর্মী, একটি যৌগিক কাঠামোগত পর্যায় তৈরি করে, এবং প্রিপিটেটেড ফেজ মাইক্রোহার্ডনেস এবং পরিধান প্রতিরোধের উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নতি করে। আবরণ আবরণ.
3. লেজার ক্ল্যাডিং আবরণের মাইক্রোহার্ডনেস 982HV0.3 পর্যন্ত, এবং গড় মাইক্রোহার্ডনেস 906HV0.3, যা সাবস্ট্রেটের প্রায় 2.04 গুণ। ক্ল্যাডিং আবরণের পরিধানের হার হল 1.07×10-3mm2/ (Nm), যা সাবস্ট্রেটের তুলনায় প্রায় 51.5% কম।