NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA ĐẦU CHỐT NỐI CÁNH TUABIN HƠI NƯỚC THÉP KHÔNG GỈ AISI 422SS BẰNG CÔNG NGHỆ IN 3D LASER BỘT

Tóm tắt

Mục đích của bài báo là nghiên cứu công nghệ sửa chữa đầu nối của cánh tuabin hơi nước bằng quá trình in 3D laser bột thép không gỉ AISI 422 (422 SS) lên cánh tuabin có vật liệu tương tự. Việc phân tích, so sánh cấu trúc tế vi và cơ tính của cả kim loại cơ bản và lớp bột kim loại in trong cả hai trường hợp in một lớp và in nhiều lớp nhằm tìm ra bộ thông số phù hợp cho quá trình hàn in 3D laser bột kim loại. Trong bào báo, các thí nghiệm đo độ bền kéo, độ dai va đập và độ cứng được tiến hành để xác định cơ tính của cả kim loại cơ bản và lớp kim loại in 3D. Các kết quả thí nghiệm cho thấy kích thước hạt của lớp kim loại in 3D nhỏ hơn so với kim loại cơ bản trong cả hai điều kiện ngay sau khi in 3D và sau khi xử lý nhiệt và điều này làm tăng độ cứng lớp kim loại in so với kim loại cơ bản. Với quá trình in laser 3D nhiều lớp, các kết quả thí nghiệm đo độ bền kéo và độ dai va đập của lớp kim loại in sau khi xử lý nhiệt có độ bền kéo cao hơn nhưng độ dai va đập tương đương so với kim loại cơ bản. Sau khi thí nghiệm với các cánh tuabin thử nghiệm khi lắp vào rotor cho thấy các đầu nối sau khi được sửa chữa, phục hồi bằng quá trình in laser 3D bột kim loại nhiều lớp có khả năng chịu tải kéo lớn hơn so với kim loại cơ bản nên hoàn toàn có thể sử dụng công nghệ in 3D laser bột để sửa chữa, phục hồi các cánh tuabin khi đầu chốt nối bị hỏng

Title

REPAIR TENON OF STEAM TURBINE BLADE AISI 422 STAINLESS STEEL USING LASER 3D PRINTING METAL POWDER PROCESS

Abstract

The purpose of this investigation was to study the tenon repairs of steam turbine blade using laser 3D powder fusion process by added AISI 422 stainless steel (SS) powder on a 422 SS used blade. The microstructures analysis, mechanical properties tests of base metal (BM) and printing layer in both single layer and multi-layer processes with various process parameters were analyzed and compared to find out the adequate laser 3D printing metal powder process parameters. In this study, tensile test, impact test and microhardness test were carried out to characterize the mechanical properties of both BM and printed metal layer. Experimental results showed the grain size of printing metal layer was smaller than that of BM either in the as- printed condition and the 700°C/2h tempered condition; these small grains also increased the hardness of printed metal layer. In the multi-layer laser printing condition, the results of tensile and impact test showed the printed metal layer after 700°C/2h tempering had higher tensile strength than the BM did, while both printed metal layer and BM possess approximately the same impact energy. Experimental results of mock-up trials showed that the repaired tenons, through multi-layer laser 3D printing process, can sustain higher tensile loads than the BM after pinning deformation