1 Ανάπτυξη κινητήρων αεριοστροβίλων αεροπορίας
Καθώς αυξήθηκαν οι απαιτήσεις απόδοσης για αεροσκάφη για μεταφορές, στρατιωτικές, παραγωγής και άλλους σκοπούς, οι πρώτες κινητήρες εμβόλου δεν μπορούσαν πλέον να ανταποκρίνονται στις ανάγκες της πτήσης υψηλής ταχύτητας. Ως εκ τούτου, από τη δεκαετία του 1950, οι κινητήρες αεριοστροβίλων έχουν σταδιακά γίνει mainstream.
Το 1928, ο Sir Frank Whittle του Ηνωμένου Βασιλείου επεσήμανε στη διατριβή του "μελλοντική ανάπτυξη στο σχεδιασμό των αεροσκαφών" ενώ μελετούσε στη στρατιωτική ακαδημία ότι υπό τις τεχνικές γνώσεις εκείνη την εποχή, η μελλοντική ανάπτυξη των κινητήρων της έλικας δεν θα μπορούσε να προσαρμοστεί στις ανάγκες μεγάλου υψομέτρου ή ταχύτητας πτήσης που υπερβαίνει τα 800km/h. Πρώτα πρότεινε την έννοια αυτού που ονομάζεται τώρα κινητήρας τζετ (κινητήρας κινητήρα): ο συμπιεσμένος αέρας παρέχεται στον θάλαμο καύσης (καύση) μέσω ενός παραδοσιακού εμβόλου και το δημιουργούμενο αέριο υψηλής θερμοκρασίας χρησιμοποιείται άμεσα για την προώθηση της πτήσης, η οποία μπορεί να θεωρηθεί ως κινητήρας έλικας συν ένα σχεδιασμό θαλάμου καύσης. Σε επακόλουθη έρευνα, εγκατέλειψε την ιδέα να χρησιμοποιήσει ένα βαρύ και αναποτελεσματικό έμβολο και προτάθηκε με τη χρήση στρόβιλου (στροβίλου) για την παροχή συμπιεσμένου αέρα στον θάλαμο καύσης και η ισχύς του στροβίλου ελήφθη από το καυσαερίδες υψηλής θερμοκρασίας. Το 1930, ο Whittle υπέβαλε αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας και το 1937 ανέπτυξε τον πρώτο φυγοκεντρικό κινητήρα του κόσμου, ο οποίος χρησιμοποιήθηκε επίσημα στο αεροσκάφος Gloster E.28/39 το 1941.
Οι κινητήρες αεροσκαφών μπορούν να χωριστούν σε τέσσερις βασικούς τύπους ανάλογα με τις χρήσεις και τα δομικά τους χαρακτηριστικά: κινητήρες turbojet, κινητήρες turbofan, κινητήρες turboshaft και κινητήρες στροβιλισμού:
Οι κινητήρες αεριοστροβίλων αεροπορίας αναφέρονται ως κινητήρες turbojet, οι οποίοι είναι οι αρχαιότεροι κινητήρες αεριοστροβίλων που χρησιμοποιούνται. Από την άποψη του τρόπου με τον οποίο δημιουργείται η ώθηση, οι κινητήρες turbojet είναι οι απλούστεροι και πιο άμεσοι κινητήρες. Η συλλογιστική βασίζεται στη δύναμη αντίδρασης που παράγεται από την έγχυση υψηλής ταχύτητας της δίνης. Ωστόσο, η ροή αέρα υψηλής ταχύτητας αφαιρεί ταυτόχρονα πολλή θερμότητα και κινητική ενέργεια, προκαλώντας μεγάλη απώλεια ενέργειας.
Ο κινητήρας του turbofan χωρίζει τον αέρα που ρέει στον κινητήρα σε δύο μονοπάτια: ο εσωτερικός αγωγός και ο εξωτερικός αγωγός, γεγονός που αυξάνει τη συνολική ροή αέρα και μειώνει τη θερμοκρασία εξάτμισης και την ταχύτητα της ροής αέρα του εσωτερικού αγωγού.
Οι κινητήρες turboshaft και turboprop δεν παράγουν ώθηση με έγχυση ροής αέρα, οπότε η θερμοκρασία και η ταχύτητα εξαγωγής μειώνονται σημαντικά, η θερμική απόδοση είναι σχετικά υψηλή και ο ρυθμός κατανάλωσης καυσίμου του κινητήρα είναι χαμηλός, ο οποίος είναι κατάλληλος για αεροσκάφη μεγάλης εμβέλειας. Η ταχύτητα της έλικα γενικά δεν αλλάζει και οι διαφορετικές ωθήσεις επιτυγχάνονται ρυθμίζοντας τη γωνία της λεπίδας.
Ο κινητήρας Propfan είναι ένας κινητήρας μεταξύ των κινητήρων στροβιλοπόστρου και στροβίλου. Μπορεί να χωριστεί σε κινητήρες προπφικής με περιπτώσεις έλικας με αγωγούς και κινητήρες προπφικής χωρίς περιπτώσεις έλικας. Ο κινητήρας Propfan είναι ο πιο ανταγωνιστικός νέος κινητήρας εξοικονόμησης ενέργειας κατάλληλο για υποηχητική πτήση.
Οι κινητήρες της αστικής αεροδιαστημικής έχουν περάσει περισσότερο από μισό αιώνα ανάπτυξης. Η δομή του κινητήρα έχει εξελιχθεί από τον πρώιμο φυγοκεντρικό κινητήρα του στροβίλου στον κινητήρα αξονικής ροής ενός rotor, από τον κινητήρα turbojet με δίδυμο rotor έως τον κινητήρα turbofan χαμηλής αναλογίας παράκαμψης και στη συνέχεια στον κινητήρα του στροβίλου υψηλής παράκαμψης. Η δομή έχει συνεχώς βελτιστοποιηθεί με την επιδίωξη της αποτελεσματικότητας και της αξιοπιστίας. Η θερμοκρασία εισόδου του στροβίλου ήταν μόνο 1200-1300 k στην πρώτη γενιά κινητήρων turbojet στη δεκαετία του 1940 και του 1950. Αυξήθηκε κατά περίπου 200k με κάθε αναβάθμιση του αεροσκάφους. Μέχρι τη δεκαετία του 1980, η θερμοκρασία εισόδου του στροβίλου των προχωρημένων μαχητικών αεροσκαφών της τέταρτης γενιάς έφτασε 1800-2000 k [1].
Η αρχή του φυγοκεντρικού συμπιεστή αέρα είναι ότι η πτερωτή οδηγεί το αέριο να περιστρέφεται με υψηλή ταχύτητα, έτσι ώστε το αέριο να παράγει φυγοκεντρική δύναμη. Λόγω της ροής πίεσης επέκτασης του αερίου στην πτερωτή, ο ρυθμός ροής και η πίεση του αερίου μετά από διέλευση από την πτερωτή αυξάνονται και ο συμπιεσμένος αέρας παράγεται συνεχώς. Έχει μια σύντομη αξονική διάσταση και μια υψηλή αναλογία πίεσης ενός σταδίου. Ο συμπιεστής αέρα Axialflow είναι ένας συμπιεστής στον οποίο η ροή του αέρα ουσιαστικά ρέει παράλληλα με τον άξονα της περιστρεφόμενης πτερωτής. Ο συμπιεστής αξονικής ροής αποτελείται από πολλαπλά στάδια, κάθε στάδιο περιέχει μια σειρά λεπίδων ρότορα και μια επακόλουθη σειρά λεπίδων στάτορα. Ο ρότορας είναι οι λεπίδες εργασίας και ο τροχός και ο στάτορας είναι ο οδηγός. Ο αέρας επιταχύνεται πρώτα από τις λεπίδες του ρότορα, επιβραδύνεται και συμπιέζεται στο κανάλι της λεπίδας στάτορας και επαναλαμβάνεται στα πτερύγια πολλαπλών σταδίων έως ότου η συνολική αναλογία πίεσης φτάσει στο απαιτούμενο επίπεδο. Ο συμπιεστής αξονικής ροής έχει μια μικρή διάμετρο, η οποία είναι βολική για τη χρήση πολλαπλών σταδίων για τη λήψη υψηλότερης αναλογίας πίεσης.
Οι κινητήρες turbofan χρησιμοποιούν συνήθως λόγο παράκαμψης, λόγο πίεσης κινητήρα, θερμοκρασία εισόδου στροβίλου και αναλογία πίεσης ανεμιστήρα ως παραμέτρους σχεδιασμού:
Αναλογία παράκαμψης (BPR): Ο λόγος της μάζας του αερίου που ρέει μέσω των αγωγών εξόδου προς τη μάζα του αερίου που ρέει μέσω των εσωτερικών αγωγών στον κινητήρα. Ο ρότορας στο μπροστινό μέρος ενός κινητήρα turbojet ονομάζεται συνήθως συμπιεστής χαμηλής πίεσης και ο ρότορας στο μπροστινό μέρος ενός κινητήρα turbofan ονομάζεται συνήθως ανεμιστήρας. Το φυσικό αέριο που διέρχεται από τον συμπιεστή χαμηλής πίεσης διέρχεται από όλα τα μέρη του κινητήρα turbojet. Το αέριο που διέρχεται από τον ανεμιστήρα χωρίζεται στους εσωτερικούς και εξωτερικούς αγωγούς. Από την εμφάνιση των κινητήρων turbofan, η BPR αυξάνεται και αυτή η τάση είναι ιδιαίτερα εμφανής στους αστικούς κινητήρες turbofan.
Αναλογία πίεσης κινητήρα (EPR): Ο λόγος της συνολικής πίεσης στην έξοδο ακροφυσίου προς τη συνολική πίεση στην είσοδο του συμπιεστή.
Εισαγωγή εισόδου στροβίλου: Η θερμοκρασία της εξάτμισης του θαλάμου καύσης όταν εισέρχεται στον στρόβιλο.
Αναλογία συμπίεσης ανεμιστήρα: Αναφέρεται επίσης ως λόγος συμπίεσης, η αναλογία της πίεσης αερίου στην έξοδο του συμπιεστή προς την πίεση του αερίου στην είσοδο.
Δύο αποτελεσματικότητες:
Θερμική απόδοση: Ένα μέτρο για το πόσο αποτελεσματικά ένας κινητήρας μετατρέπει τη θερμική ενέργεια που παράγεται από την καύση στη μηχανική ενέργεια.
Απόδοση πρόωσης: Μέτρο της αναλογίας της μηχανικής ενέργειας που παράγεται από τον κινητήρα που χρησιμοποιείται για την προώθηση του αεροσκάφους.
第一篇结束
2 Ανάπτυξη λεπίδων στροβίλου
Επαναληπτική ανάπτυξη
Λαμβάνοντας έναν κινητήρα turbofan ως παράδειγμα, η αξία των λεπίδων αντιπροσωπεύει έως και 35%και αποτελούν κρίσιμο στοιχείο στην κατασκευή κινητήρων αεροσκαφών. Σε έναν κινητήρα, υπάρχουν 3, 000 έως 4, 000 λεπίδες αεροπορίας, τα οποία μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες: λεπίδες ανεμιστήρων, λεπίδες συμπιεστή και πτερύγια στροβίλου. Η τιμή των λεπίδων του στροβίλου είναι η υψηλότερη, φθάνοντας στο 63%. Ταυτόχρονα, είναι επίσης οι λεπίδες με την υψηλότερη δυσκολία κατασκευής και το κόστος κατασκευής σε κινητήρες turbofan [2].
Στη δεκαετία του 1970, οι Ηνωμένες Πολιτείες ήταν οι πρώτοι που χρησιμοποίησαν τις λεπίδες στερεοποίησης PWA1422 σε στρατιωτικούς και πολιτικούς κινητήρες.
Μετά τη δεκαετία του 1980, η αναλογία ώθησης προς βάρος του κινητήρα τρίτης γενιάς αυξήθηκε σε περισσότερο από 8 και οι λεπίδες στροβίλων άρχισαν να χρησιμοποιούν τα SX πρώτης γενιάς, PWA1480, Renén4, CMSX {8}} και DD3 της Κίνας. Η χωρητικότητα που φέρει τη θερμοκρασία είναι 80k υψηλότερη από αυτή της καλύτερης κατεύθυνσης στερεοποίησης χύτευσης κράματος υψηλής θερμοκρασίας PWA1422. Φόντα. Σε συνδυασμό με την τεχνολογία Hollow Hollow ψύξης μεμβράνης, η θερμοκρασία λειτουργίας των λεπίδων στροβίλων φτάνει 1600-1750 k. .
Ο κινητήρας Turbofan της τέταρτης γενιάς χρησιμοποιεί SXPWA1484, Renén5, CMSX -4 και DD6. Με την προσθήκη στοιχείων RE και τεχνολογίας ψύξης αέρα υψηλής πίεσης πολλαπλών καναλιών, η θερμοκρασία λειτουργίας των λεπίδων στροβίλων φτάνει τα 1800k -2000 k. Στα 2000k και 100h η διαρκή δύναμη φτάνει τα 140MPa.
Το SX τρίτης γενιάς που αναπτύχθηκε μετά τη δεκαετία του 1990 περιλαμβάνει τα Renén6, CMRX -10 και DD9, τα οποία έχουν πολύ προφανή πλεονεκτήματα αντοχής ερπυσμού σε σχέση με το SX της δεύτερης γενιάς. Κάτω από την προστασία των σύνθετων καναλιών ψύξης και των επικαλύψεων θερμικών φραγμών, η θερμοκρασία εισόδου του στροβίλου μπορεί να αντέξει τα 3000K. Το διαμεταλλικό κράμα ένωσης που χρησιμοποιείται στις λεπίδες φτάνει τα 2200Κ και η διαρκή ισχύς των 100 ωρών φτάνει τα 100MPa.
Επί του παρόντος υπό ανάπτυξη, είναι η τέταρτη γενιά SX που αντιπροσωπεύεται από MC-NG [4], TMS -138, κλπ. Και η πέμπτη γενιά SX που αντιπροσωπεύεται από το TMS -162 κλπ. Η θερμοκρασία εργασίας του κράματος υψηλής θερμοκρασίας πέμπτης γενιάς έχει φτάσει 1150 βαθμούς, το οποίο βρίσκεται κοντά στη θεωρητική θερμοκρασία λειτουργίας 1226 βαθμών.
3 Ανάπτυξη υπερκύμβων με βάση το νικέλιο
3.1 Χαρακτηριστικά σύνθεσης και σύνθεση φάσης των υπερκύμβων με βάση το νικέλιο
Σύμφωνα με τον τύπο των στοιχείων της μήτρας, τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας μπορούν να χωριστούν σε σίδηρο, με βάση το νικέλιο και με βάση το κοβάλτιο και περαιτέρω υποδιαιρούμενες σε μακροδομές μετατόπισης της χύτευσης, της σφυρηλάτησης και της μεταλλουργίας σε σκόνη. Τα κράματα με βάση το νικέλιο έχουν καλύτερη απόδοση υψηλής θερμοκρασίας από τους άλλους δύο τύπους κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας και μπορούν να λειτουργούν για μεγάλο χρονικό διάστημα σε σκληρά περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας.
Τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας με βάση το νικέλιο περιέχουν τουλάχιστον 50% Ni. Η δομή τους FCC τους καθιστά ιδιαίτερα συμβατά με μερικά στοιχεία κράματος. Ο αριθμός των στοιχείων κράματος που προστίθενται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σχεδιασμού συχνά υπερβαίνει τις 10. Η κοινότητα των προστιθέμενων στοιχείων κράματος ταξινομείται ως εξής: (1) Ni, Co, Fe, Cr, Ru, Ru, Mo και W είναι στοιχεία πρώτης κατηγορίας, τα οποία χρησιμεύουν ως σταθεροποιητικά στοιχεία των ωστενίτη. (2) Οι Al, Ti, Ta και Nb έχουν μεγαλύτερες ατομικές ακτίνες, οι οποίες προάγουν το σχηματισμό φάσεων ενίσχυσης όπως η ένωση Ni3 (AL, Ti, Ta, Nb) και είναι στοιχεία δεύτερης κατηγορίας. (3) Β, C και ZR είναι στοιχεία τρίτης κατηγορίας. Το ατομικό τους μέγεθος είναι πολύ μικρότερο από αυτό των ατόμων Ni και είναι εύκολα διαχωρισμένα στα όρια των κόκκων της φάσης, παίζοντας ρόλο στην ενίσχυση των ορίων των κόκκων [14].
Οι φάσεις των κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας με βάση το νικέλιο είναι κυρίως: φάση, φάση, φάση καρβιδίου και τοπολογική στενή συσκευασία (φάση TCP).
Φάση: Η φάση είναι μια φάσης ωστενίτη με κρυσταλλική δομή της FCC, η οποία είναι ένα στερεό διάλυμα που σχηματίζεται από στοιχεία όπως Cr, Mo, Co, W και RE διαλύεται στο νικέλιο.
Η φάση: 'Η φάση είναι μια διαμεταλλική ένωση Ni3 (AL, Ti) της FCC, η οποία σχηματίζεται ως φάση βροχόπτωσης και διατηρεί μια ορισμένη συνοχή και αναντιστοιχία με τη φάση της μήτρας και είναι πλούσια σε AL, TI, TA και άλλα στοιχεία.
Φάση καρβιδίου: Ξεκινώντας από τη δεύτερη γενιά SX με βάση το νικέλιο, προστίθεται μια μικρή ποσότητα C, με αποτέλεσμα την εμφάνιση καρβιδίων. Μια μικρή ποσότητα καρβίδων διασκορπίζεται στη μήτρα, η οποία βελτιώνει την απόδοση υψηλής θερμοκρασίας του κράματος σε κάποιο βαθμό. Γενικά χωρίζεται σε τρεις τύπους: MC, M23C6 και M6C.
Φάση TCP: Στην περίπτωση της γήρανσης των υπηρεσιών, υπερβολικά ανθεκτικά στοιχεία όπως CR, MO, W και Re προωθούν την καθίζηση της φάσης TCP. Το TCP σχηματίζεται συνήθως με τη μορφή πλάκας. Η δομή της πλάκας έχει αρνητικό αντίκτυπο στις ιδιότητες ολκιμότητας, ερπυσμού και κόπωσης. Η φάση TCP είναι μια από τις πηγές ρωγμών της ρήξης ερπυσμού.
Μηχανισμός ενίσχυσης
Η αντοχή των υπερκράτων με βάση το νικέλιο προέρχεται από τη σύζευξη πολλαπλών μηχανισμών σκλήρυνσης, συμπεριλαμβανομένης της ενίσχυσης του στερεού διαλύματος, της ενίσχυσης των βροχοπτώσεων και της θερμικής επεξεργασίας για την αύξηση της πυκνότητας εξάρθρωσης και την ανάπτυξη υποδομής εξάρθρωσης για την παροχή ενίσχυσης.
Η σκλήρυνση συμπαγής διαλύματος είναι η βελτίωση της βασικής αντοχής προσθέτοντας διαφορετικά διαλυτά στοιχεία, συμπεριλαμβανομένων των Cr, W, Co, Mo, Re, και Ru.
Οι διαφορετικές ατομικές ακτίνες οδηγούν σε ένα ορισμένο βαθμό παραμόρφωσης του ατομικού πλέγματος, η οποία αναστέλλει την κίνηση εξάρθρωσης. Η ενίσχυση του στερεού διαλύματος αυξάνεται με την αύξηση της διαφοράς ατομικού μεγέθους.
Η ενίσχυση του στερεού διαλύματος έχει επίσης ως αποτέλεσμα της μείωσης της ενέργειας σφάλματος στοίβαξης (SFE), αναστέλλοντας κυρίως τη διασταύρωση της εξάρθρωσης, η οποία είναι ο κύριος τρόπος παραμόρφωσης των μη ιδανικών κρυστάλλων σε υψηλές θερμοκρασίες.
Οι ατομικές συστάδες ή οι μικροδομές παραγγελίας μικρής εμβέλειας είναι ένας άλλος μηχανισμός που βοηθά στην απόκτηση ενίσχυσης μέσω στερεών διαλύματος. Επαναφέρει τα άτομα στο SX διαχωρισμό στην περιοχή εφελκυσμού του πυρήνα του εξάρθρωσης στη διεπαφή / που σχηματίζει μια "ατμόσφαιρα Cottrell", η οποία εμποδίζει αποτελεσματικά την κίνηση εξάρθρωσης και τη διάδοση ρωγμών. (Τα άτομα διαλυτής ουσίας συγκεντρώνονται στην περιοχή εφελκυσμού των ακραίων ακραίων, μειώνοντας την παραμόρφωση του πλέγματος, σχηματίζοντας δομή αερίου Coriolis και παράγοντας ένα ισχυρό αποτέλεσμα ενίσχυσης της στερεής διαλύματος.
RE, W, MO, RU, CR και CO ενισχύουν αποτελεσματικά τη φάση. Η ενίσχυση της συμπαγής διαλύματος της μήτρας διαδραματίζει εξαιρετικά σημαντικό ρόλο στην αντοχή ερπυσμού των κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας με βάση το νικέλιο.
Το αποτέλεσμα σκλήρυνσης βροχόπτωσης επηρεάζεται από το κλάσμα όγκου και το μέγεθος της «φάσης». Ο σκοπός της βελτιστοποίησης της σύνθεσης των κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας είναι κυρίως η αύξηση του κλάσματος όγκου της φάσης και η βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων. Τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας SX μπορούν να περιέχουν 65% -75% της φάσης, με αποτέλεσμα την καλή αντοχή ερπυσμού. Αυτό αντιπροσωπεύει τη χρήσιμη μέγιστη τιμή της επίδρασης ενίσχυσης της διεπαφής / 'και της περαιτέρω αύξησης θα οδηγήσει σε σημαντική μείωση της αντοχής. Η αντοχή ερπυσμού των κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας με υψηλό κλάσμα όγκου φάσης επηρεάζεται από το μέγεθος των «σωματιδίων φάσης». Όταν το μέγεθος της φάσης είναι μικρό, οι εξάρσεις τείνουν να ανεβαίνουν γύρω από αυτό, με αποτέλεσμα τη μείωση της αντοχής ερπυσμού. Όταν οι εξάρσεις αναγκάζονται να μειώσουν τη φάση, η αντοχή ερπυσμού φτάνει στο μέγιστο. Καθώς τα «σωματίδια φάσης αυξάνονται σε μέγεθος, οι εξάρσεις τείνουν να κάμπτονται μεταξύ τους, με αποτέλεσμα τη μείωση της αντοχής ερπυσμού [14].
Υπάρχουν τρεις κύριοι μηχανισμοί ενίσχυσης βροχόπτωσης:
Ενίσχυση της αναντιστοιχίας πλέγματος: «Η φάση διασκορπίζεται και κατακρημνίζεται στη μήτρα φάσης με συνεκτικό τρόπο. Και οι δύο είναι δομές FCC. Η αναντιστοιχία του πλέγματος αντικατοπτρίζει τη σταθερότητα και την κατάσταση άγχους της συνεκτικής διεπαφής μεταξύ των δύο φάσεων. Η καλύτερη περίπτωση είναι ότι η μήτρα και η κατακρημνισμένη φάση έχουν την ίδια κρυσταλλική δομή και τις παραμέτρους του πλέγματος της ίδιας γεωμετρίας, έτσι ώστε να μπορούν να συμπληρωθούν περισσότερες φάσεις κατακρημνισμένων στη φάση. Η περιοχή αναντιστοιχίας των κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας με βάση το νικέλιο είναι 01%. Οι RE και RU είναι προφανώς διαχωρισμένες με τη φάση. Η αύξηση των RE και RU αυξάνει την αναντιστοιχία του πλέγματος.
Ενίσχυση παραγγελίας: Η κοπή εξάρθρωσης θα προκαλέσει διαταραχή μεταξύ της μήτρας και της κατακρημνισμένης φάσης, απαιτώντας περισσότερη ενέργεια
Μηχανισμός παράκαμψης εξάρθρωσης: Ονομάζεται μηχανισμός Orowan (Orowan Bowing), είναι ένας μηχανισμός ενίσχυσης στον οποίο η κατακρημνισμένη φάση στη μεταλλική μήτρα εμποδίζει την εξάρθρωση σε κίνηση από τη συνέχιση της κίνησης. Βασική αρχή: Όταν η κινούμενη εξάρθρωση συναντά ένα σωματίδιο, δεν μπορεί να περάσει, με αποτέλεσμα την παράκαμψη της συμπεριφοράς, την ανάπτυξη της γραμμής εξάρθρωσης και την απαιτούμενη κινητήρια δύναμη αυξάνεται, με αποτέλεσμα την ενίσχυση της επίδρασης.
3.3 Ανάπτυξη μεθόδων χύτευσης κράματος υψηλής θερμοκρασίας
Το παλαιότερο κράμα που χρησιμοποιείται σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας μπορεί να ανιχνευθεί πίσω στην εφεύρεση του Nichrome το 1906. Οι λεπίδες της πρώτης γενιάς κινητήρων αεριοστροβίλων παρήχθησαν με εξώθηση και σφυρηλάτηση, η οποία προφανώς είχε τους περιορισμούς της εποχής. Επί του παρόντος, οι λεπίδες στροβίλου υψηλής θερμοκρασίας κατασκευάζονται κυρίως από την χύτευση επενδύσεων, συγκεκριμένα κατευθυντική στερεοποίηση (DS). Η μέθοδος DS εφευρέθηκε για πρώτη φορά από την ομάδα Versnyder της Pratt & Whitney στις Ηνωμένες Πολιτείες στη δεκαετία του 1970 [3]. Στις δεκαετίες ανάπτυξης, το προτιμώμενο υλικό για τα πτερύγια του στροβίλου έχει αλλάξει από τους κηλιδωμένους κρυστάλλους σε στήλους κρυστάλλους και στη συνέχεια βελτιστοποιήθηκε σε υλικά κράματος υψηλής θερμοκρασίας ενός κρυστάλλου.
Η τεχνολογία DS χρησιμοποιείται για την παραγωγή συστατικών SX Sx Corear Core Core Core, τα οποία βελτιώνουν σημαντικά την ολκιμότητα και τη θερμική αντοχή σε κράματα υψηλής θερμοκρασίας. Η τεχνολογία DS εξασφαλίζει ότι οι παραγόμενες στήλες κρυστάλλους έχουν έναν προσανατολισμό [001], ο οποίος είναι παράλληλος με τον κύριο άξονα τάσης του τμήματος και όχι έναν τυχαίο κρυσταλλικό προσανατολισμό. Κατ 'αρχήν, το DS πρέπει να διασφαλίσει ότι η στερεοποίηση του τετηγμένου μετάλλου στη χύτευση πραγματοποιείται με το υγρό μέταλλο τροφοδοσίας πάντα σε μια σταθερή κατάσταση.
Η χύτευση των κυλινδρικών κρυστάλλων πρέπει να ανταποκριθεί σε δύο συνθήκες: (1) η μονόδρομη ροή θερμότητας εξασφαλίζει ότι η διεπαφή στερεού-υγρού στο σημείο ανάπτυξης των κόκκων κινείται προς μία κατεύθυνση. (2) Δεν πρέπει να υπάρχει πυρήνωση μπροστά από την κινούμενη κατεύθυνση της διασύνδεσης στερεού υγρού.
Επειδή το κάταγμα της λεπίδας συμβαίνει συνήθως στην αδύναμη δομή υψηλής θερμοκρασίας του ορίου των κόκκων, προκειμένου να εξαλειφθεί το όριο των κόκκων, χρησιμοποιείται ένα καλούπι στερεοποίησης με δομή "επιλογής κόκκων" κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κατεύθυνσης στερεοποίησης. Το μέγεθος της διατομής αυτής της δομής είναι κοντά στο μέγεθος των κόκκων, έτσι ώστε μόνο ένας και μόνο βέλτιστος καλλιεργημένος κόκκος εισέρχεται στην κοιλότητα του καλουπιού της χύτευσης και στη συνέχεια συνεχίζει να αναπτύσσεται με τη μορφή ενός μόνο κρυστάλλου έως ότου ολόκληρη η λεπίδα αποτελείται μόνο από έναν κόκκο.
Ο επιλογέας κρυστάλλου μπορεί να χωριστεί σε δύο μέρη: το μπλοκ εκκίνησης και η σπείρα:
Στην αρχή της διαδικασίας DS, οι κόκκοι αρχίζουν να πυρήνουν στο κάτω μέρος του μπλοκ εκκίνησης. Στο αρχικό στάδιο της ανάπτυξης των σιτηρών, ο αριθμός είναι μεγάλος, το μέγεθος είναι μικρό και η διαφορά προσανατολισμού είναι μεγάλη. Η ανταγωνιστική συμπεριφορά ανάπτυξης μεταξύ των κόκκων κυριαρχεί και η γεωμετρική επίδραση αποκλεισμού του πλευρικού τοιχώματος είναι αδύναμη. Αυτή τη στιγμή, το αποτέλεσμα βελτιστοποίησης προσανατολισμού είναι προφανές. Όταν αυξάνεται το ύψος των κόκκων στο μπλοκ εκκίνησης, ο αριθμός των κόκκων μειώνεται, το μέγεθος αυξάνεται και ο προσανατολισμός είναι κοντά. Η ανταγωνιστική συμπεριφορά ανάπτυξης μεταξύ των κόκκων μειώνεται και η γεωμετρική επίδραση αποκλεισμού του πλευρικού τοιχώματος κυριαρχεί, εξασφαλίζοντας ότι η κατεύθυνση της κρυστάλλου μπορεί να βελτιωθεί συνεχώς, αλλά η επίδραση βελτιστοποίησης προσανατολισμού εξασθενίζεται. Με τη μείωση της ακτίνας του μπλοκ εκκίνησης και την αύξηση του ύψους του μπλοκ εκκίνησης, ο προσανατολισμός των κόκκων που εισέρχεται στο σπειροειδές τμήμα μπορεί να βελτιστοποιηθεί αποτελεσματικά. Ωστόσο, η αύξηση του μήκους του μπλοκ εκκίνησης θα μειώσει τον αποτελεσματικό χώρο ανάπτυξης της χύτευσης και θα σας δώσει έναν κύκλο παραγωγής και ένα κόστος προετοιμασίας. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να σχεδιάσουμε λογικά τη γεωμετρική δομή του υποστρώματος.
Η κύρια λειτουργία της σπείρας είναι η αποτελεσματική επιλογή μεμονωμένων κρυστάλλων και η δυνατότητα βελτιστοποίησης του προσανατολισμού των κόκκων είναι αδύναμη. Όταν η διαδικασία DS διεξάγεται σε μια σπείρα, το καμπύλο κανάλι παρέχει χώρο για την ανάπτυξη του κλάδου δενδριτών και οι δευτερεύοντες δενδρίτες των κόκκων προχωρούν προς την κατεύθυνση της γραμμής Liquidus. Οι κόκκοι έχουν μια ισχυρή πλευρική τάση ανάπτυξης και ο προσανατολισμός των κόκκων βρίσκεται σε κυμαινόμενη κατάσταση, με αδύναμη επίδραση βελτιστοποίησης. Ως εκ τούτου, η επιλογή των κόκκων στη σπειροειδή εξαρτάται κυρίως από το πλεονέκτημα γεωμετρικού περιορισμού, το ανταγωνιστικό πλεονέκτημα ανάπτυξης και το πλεονέκτημα της χωρικής επέκτασης των κόκκων στο σπειροειδές τμήμα [7], και όχι το πλεονέκτημα ανάπτυξης του προτιμώμενου προσανατολισμού των κόκκων, που έχει έντονη τυχαιότητα [6]. Επομένως, ο κύριος λόγος για την αποτυχία της επιλογής κρυστάλλων είναι ότι η σπείρα δεν παίζει το ρόλο της επιλογής ενός κρυστάλλου. Με την αύξηση της εξωτερικής διαμέτρου της σπείρας, τη μείωση του βήματος, τη διάμετρο της σπειροειδούς επιφάνειας και τη μείωση της γωνίας εκκίνησης, το αποτέλεσμα επιλογής κρυστάλλων μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά.
Η παρασκευή κοίλων λεπίδων στροβίλων μεμονωμένων κρυστάλλων απαιτεί περισσότερα από δώδεκα βήματα (παρασκευή κύριου κράματος, παρασκευή κελύφους μεμβράνης μονής κρυστάλλου, σύνθετη προετοιμασία κεραμικού πυρήνα διαμόρφωσης, χύτευση τήξης, κατευθυντική στερεοποίηση, θερμική επεξεργασία, επιφανειακή επεξεργασία, παρασκεύασμα θερμικής φραγής κ.λπ.). Η πολύπλοκη διαδικασία είναι επιρρεπής σε διάφορα ελαττώματα, όπως αδέσποτα κόκκους, φακίδες, όρια μικρού γωνιακού κόκκου, κρυστάλλους ράβδων, απόκλιση προσανατολισμού, ανακρυστάλλωση, όρια μεγάλων γωνιών και αποτυχία επιλογής κρυστάλλων.
第2篇结束
4 σχηματισμός ελαττωμάτων στη διαδικασία DS
Καθώς η δομή των προχωρημένων λεπίδων στροβίλων γίνεται πιο πολύπλοκη και μεγαλύτερη σε μέγεθος, μια ποικιλία ελαττωμάτων στερεοποίησης, όπως οι αδέσποτοι κόκκοι, οι φακίδες, τα όρια των κόκκων χαμηλής γωνίας, οι κρυστάλλοι των ραβδώσεων, η απόκλιση προσανατολισμού, η ανακρυστάλλωση, τα όρια υψηλής γωνίας και η αποτυχία επιλογής κρυστάλλων, Οι λεπίδες στροβίλου με τη μορφή μεμονωμένων κρυστάλλων αποτελούν σημαντική πρόκληση για τα χυτήρια.
Τα προβλήματα που υπάρχουν σε πτερύγια μεμονωμένων κρυστάλλων είναι κυρίως συγκεντρωμένα στη διαδικασία ανάπτυξης, η οποία συνδέεται στενά με τη δομή και τη διαδικασία ανάπτυξης των λεπίδων μεμονωμένων κρυστάλλων. Πρώτον, το σώμα των λεπίδων του στροβίλου είναι λεπτό, το τέλον είναι παχύρρευστο και μεγάλο, το διατομεακό σχήμα είναι μεταβλητό, η καμπυλότητα ποικίλλει σε μεγάλο βαθμό, η εσωτερική δομή ψύξης είναι εξαιρετικά πολύπλοκη και υπάρχουν πολλές μικροδομές, όπως οι οπές του καλουπιού αέρα και οι στήλες σπόιλερ, που οδηγούν σε ελικοειδείς και μεταβλητές διαδρομές ανάπτυξης δενδριτών και δραστικές μεταβολές στην ανάπτυξη, η οποία μπορεί εύκολα να προκαλέσει την ατέλειψη της οδού και την αποτυχία του προσανατολισμού, Πιο σοβαρά, η αύξηση του μεγέθους της λεπίδας του στροβίλου θα επεκτείνει τη διαδρομή ανάπτυξης του ενιαίου κρυστάλλου, ειδικά στο άκρο της πλάκας ψύξης νερού. Στο μεταγενέστερο στάδιο της ανάπτυξης ενός κρυστάλλου, η κλίση της θερμοκρασίας μειώνεται απότομα με την αύξηση της απόστασης, προκαλώντας αποκλίνουσα την απόσταση των δενδριτών και αυξάνοντας την τάση των ελαττωμάτων στερεοποίησης να σχηματίζονται [6].
Αδέσποτοι κόκκοι
Οι παγιδευμένοι κρυστάλλοι αναφέρονται σε άμορφες περιοχές μεταξύ των ορίων των κόκκων ή των κρυστάλλων που σχηματίζονται από δύο ή περισσότερους κρυστάλλους που διασυνδέονται, συγκρούονται ή καλλιεργούνται μαζί σε ένα υλικό. Στην πλάκα άκρων της λεπίδας του στροβίλου SX, η διατομή της χύτευσης θα βιώσει μια ξαφνική αλλαγή στο γεωμετρικό μέγεθος και η κατανομή πεδίου θερμοκρασίας σε αυτή την περιοχή είναι πολύ περίπλοκη. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας στερεοποίησης της λεπίδας, το κράμα υποψήφιο στην άκρη της χύτευσης υπερβαίνει την κρίσιμη πυρήνωση του κράματος, με αποτέλεσμα την ετερογενή πυρήνωση των ακαθαρσιών στην άκρη της χύτευσης, σχηματίζοντας κρυστάλλους άκρων [9].
Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι όταν το μέγεθος της πλάκας άκρων είναι μικρό, οι δενδρίτες υψηλότερης τάξης των αρχικών κόκκων αναπτύσσονται στην πλάκα άκρων και δεν σχηματίζονται κρυστάλλους Tramp. Καθώς αυξάνεται το μέγεθος της πλάκας άκρων, σχηματίζονται αρχικά ένας μεγάλος αριθμός κρυστάλλων λεπτών παγίδων στις εσωτερικές γωνίες της πλάκας άκρων και μερικοί κρυστάλλοι του Tramp αναπτύσσονται στην πλάκα άκρων με τη μορφή δενδριτών, καταστέλλοντας τους αρχικούς κόκκους στο κέντρο της πλάκας άκρων [6]. Καθώς το μέγεθος της πλάκας ακμής συνεχίζει να αυξάνεται, υπάρχει μια μεγάλη υποψήφια στην άκρη της πλάκας άκρων, το υγρό κράματος στερεοποιείται γρήγορα και δημιουργείται μια μεγάλη τάση συρρίκνωσης στερεοποίησης. Η απόδοση της διάχυσης της θερμότητας της περιοχής μετάβασης της πλάκας λεπίδων είναι κακή, η υποψήφια είναι μικρή και οι παραγόμενες δενδρίτες σπάζουν από την τάση συρρίκνωσης, σχηματίζοντας κρυστάλλους Tramp που αναπτύσσονται προς το κέντρο της πλάκας άκρων [9]. Σύμφωνα με την πειραματική έρευνα, η μείωση του ύψους της πλατφόρμας, η αύξηση του μήκους της πλατφόρμας, η εξωτερική πλευρά της πλατφόρμας και η σύνθεση κράματος με υψηλή περιεκτικότητα σε ανθεκτικά στοιχεία (Re, W, Ta, HF) αυξάνουν την τάση του σχηματισμού κρυστάλλων ακαθαρσιών [10].
Ο σχηματισμός κρυστάλλων ακαθαρσιών στην πλάκα άκρων μπορεί να ελεγχθεί με τη βελτιστοποίηση της διαδικασίας κατευθυντικής στερεοποίησης (μείωση του ρυθμού στερεοποίησης), την τοπική θεραπεία επένδυσης (επικάλυψη με υλικά θερμικής αντίστασης) και προσθέτοντας ένα σύστημα σποράς.
Fαναμέτρηση
Στο μεταγενέστερο στάδιο της ανάπτυξης των μεμονωμένων λεπίδων κρυστάλλων, ειδικά σε απόσταση από την πλάκα ψύξης νερού, είναι εύκολο να σχηματιστεί μερικοί αλυσίδες, λεπτόκοκκοι κόκκοι παράλληλα με την κατεύθυνση ανάπτυξης κρυστάλλων. Επειδή η επιφάνεια του ελαττώματος μετά από μακροσκοπική διάβρωση δείχνει προφανή σημεία, ονομάζεται φακίδες ή φακές αλυσίδες. Επί του παρόντος, η δομή των λεπίδων στροβίλων τείνει να είναι περίπλοκη και το περιεχόμενο των στοιχείων κράματος υψηλού επιπέδου στο κράμα συνεχίζει να αυξάνεται, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση της τάσης σχηματισμού φακών.
Ο μηχανισμός σχηματισμού των φακίων προκαλείται κυρίως από τη μεταφορά του υγρού κράματος που προκαλείται από τον διαχωρισμό διαλυτής ουσίας κατά τη διάρκεια της στερεοποίησης και σχετίζεται επίσης με την αναδίπλωση των δευτερογενών δενδριτών και την εκτροπή των πρωτογενών δενδριτών. Στη διαδικασία DS, W και RE εμπλουτίζονται στην περιοχή Dendrite STEM, και τα AL και ΤΑ εμπλουτίζονται στο υγρό κράματος μεταξύ των δενδριτών. Υπάρχει μια διαφορά πυκνότητας μεταξύ του πρώτου και του τελευταίου. Καθώς στερεοποιείται η ζώνη Mushy, η διαφορά μεταξύ της πυκνότητας του υγρού κράματος στη ζώνη Mushy και της πυκνότητας του υγρού στο μέτωπο στερεοποίησης αυξάνεται. Η κατανομή πυκνότητας του βαρύ άνω και του φωτός πυθμένα προκαλεί το υγρό κράματος στη ζώνη Mushy να υπόκειται σε άνω άνωση. Όταν η ιξώδη αντίσταση του υγρού κράματος στη ζώνη Mushy ξεπερνά, το υγρό κράματος στη ζώνη Mushy θα διεισδύσει μεταξύ των δενδριτών και θα σχηματίσει ένα κανάλι μεταφοράς ενός συγκεκριμένου πλάτους στη ζώνη Mushy. Η ροή αυτού του υγρού κράματος θα λιώσει ή θα σπάσει τους δενδρίτες για να σχηματίσουν θραύσματα δενδριτών. Εάν αυτά τα θραύσματα δενδριτών δεν έχουν χρόνο να ρέουν έξω από το κανάλι με το υγρό κράματος και να παραμείνουν στο κανάλι, θα σχηματίσουν σημεία στην επιφάνεια χύτευσης καθώς το κανάλι στερεοποιείται [11].
Η αύξηση του περιεχομένου των εξαρτημάτων κράματος TA και Al και η μείωση του περιεχομένου των W και RE μπορεί να συμβάλει στη μείωση της τάσης του σχηματισμού φακών. Στη διαδικασία DS, η αύξηση του ρυθμού έλξης και η αύξηση της κλίσης της θερμοκρασίας μπορεί να μειώσει την τάση του σχηματισμού φακών. Η δόνηση μπορεί να αποδυναμώσει σημαντικά τη μεταφορά της υγρής φάσης κατά τη διάρκεια της σταθεροποίησης της κατεύθυνσης, μειώνοντας έτσι την τάση του σχηματισμού φακών.
Όριο κόκκων χαμηλής γωνίας
Ο σχηματισμός των ορίων κόκκων χαμηλής γωνίας σχετίζεται με την απόκλιση προσανατολισμού των δενδριτών που προκαλούνται από την παραμόρφωση δενδριτών: (1) θερμομηχανικό στρες που παράγεται από την καθίζηση της «φάσης κατά τη διάρκεια της αύξησης της σταθερής κατάστασης, (2) το εμπόδιο και η εξώθηση του κελύφους του καλουπιού προκαλούν στρες συρρίκνωσης στους δενδρίτες. (3) Η μεταφορά διαλυτής ουσίας που προκαλείται από το ανομοιογενές πεδίο θερμοκρασίας στη ζώνη Mushy και η ασύμμετρη δύναμη στους δενδρίτες οδηγούν σε πλαστική παραμόρφωση των δενδριτών, η οποία προκαλεί τη σωρευτική αλλαγή του προσανατολισμού των δενδριτών. Το όριο χαμηλής γωνίας κόκκων σχηματίζεται στη διασταύρωση του εκτρεπόμενου δενδριτικού και του αρχικού μη αποθηκευμένου δενδριτικού.
Όταν στερεοποιείται μια μονή κρυστάλλινη λεπίδα μεγάλου μεγέθους, είναι δύσκολο για τη διασύνδεση S/L να διατηρήσει μια επίπεδη κατάσταση (κοίλη όταν η ταχύτητα έλξης είναι υψηλή και κυρτή όταν η ταχύτητα έλξης είναι χαμηλή). Η κατεύθυνση κλίσης της θερμοκρασίας της μη σταθερής διασύνδεσης S/L δεν συμπίπτει με την αξονική κατεύθυνση του δείγματος. Οποιεσδήποτε διακυμάνσεις στη διαδικασία στερεοποίησης μπορεί να προκαλέσουν αλλαγές προσανατολισμού, σχηματίζοντας έτσι όρια κόκκων χαμηλής γωνίας. Αυτές οι διακυμάνσεις μπορεί να προκαλέσουν την ανάπτυξη ορισμένων δενδριτών σε κατάσταση μη σταθμής κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ανάπτυξης από τη ζώνη επέκτασης στο σώμα της λεπίδας, με αποτέλεσμα τη γωνία του ορίου κόκκων χαμηλής γωνίας του σώματος της λεπίδας κυρίως συγκεντρωμένο στην περιοχή 2 μοιρών {{6}. Αυτό καθορίζεται από τις ιδιότητες στερεοποίησης του κράματος και είναι δύσκολο να βρεθεί ένας λογικός τρόπος για να το αποφύγουμε [12].
Ο αριθμός των ορίων κόκκων μικρής γωνίας στη ζώνη επέκτασης είναι σημαντικά χαμηλότερος από αυτόν του σώματος της λεπίδας και η γωνία εσφαλμένης προσανατολισμού είναι επίσης πολύ μικρότερος, αλλά ο αριθμός των θέσεων με γωνίες κακής προσανατολισμού μικρότερο από 2 βαθμούς στη ζώνη επέκτασης και το σώμα της λεπίδας είναι συγκρίσιμος, υποδεικνύοντας ότι έχουν συγκρίσιμες ικανότητες να παράγουν μικρές κακοποιήσεις. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ζώνη επέκτασης βρίσκεται στα αρχικά στάδια της ανάπτυξης ενός κρυστάλλου και οι περισσότεροι δενδριτές παρουσιάζουν ανάπτυξη σταθερής κατάστασης, ενώ ο αριθμός των δενδριτών σε αύξηση σταθερής κατάστασης στη ζώνη επέκτασης και το σώμα της λεπίδας είναι συγκρίσιμος.
Ριγέ κρύσταλλος
Οι κρυμμένοι κρύσταλλοι είναι ένας τύπος στενού γραμμικού ελάττωμα στην επιφάνεια μιας χύτευσης, που συμβαίνει κυρίως στο πάνω μέρος της λεπίδας μιας χύτευσης. Είναι γενικά πλάτος περίπου 1 mm και αρκετές έως δεκάδες mm, με αναγνωρίσιμη θέση εκκίνησης. Γενικά εξαφανίζονται μετά την ανάπτυξη για λίγα εκατοστά, αλλά μπορούν επίσης να επεκταθούν πλευρικά σε ολόκληρη την λεπίδα, αναπτύσσοντας από ένα γραμμικό ελάττωμα σε ένα τρισδιάστατο ελάττωμα μεγάλης κλίμακας και μετατρέποντας σε διάφορο ελάττωμα κρυστάλλου. Η κατεύθυνση του κρυστάλλου ράβδων είναι πάντα βασικά συνεπής με την κατεύθυνση ανάπτυξης του δενδρίτη σε αυτή τη θέση.
Η εμφάνιση κρυστάλλων ράβδων οφείλεται στο γεγονός ότι ο κύριος κορμός ενός ενιαίου δενδριτικού στην επιφάνεια της χύτευσης σκίζεται στη ζώνη Mushy, αλλά συγκολλείται από το υπολειμματικό υγρό, δείχνοντας ένα προφανές σημείο εκκίνησης. Ο κύριος λόγος για αυτό το σχίσιμο είναι ότι η συρρίκνωση των δενδριτών που προκαλείται από την προσκόλληση του κελύφους παρεμποδίζεται σοβαρά ή η αντοχή δενδριτών είναι σοβαρά κατεστραμμένη λόγω της κοπής της συμπερίληψης. Το σχισμένο δενδρίτη θα υποβληθεί σε ένα ορισμένο βαθμό συνολικής παραμόρφωσης, σχηματίζοντας ένα στενό κόκκο που περικλείεται από ένα όριο μικρού γωνίας κόκκων στη δομή της μήτρας [12].
Ανακρυστάλλωση
Το SX αποτελείται κυρίως από φάση και «φάση με τη μορφή ευτηκτικού συνδυασμού. Όταν η τοπική ενέργεια είναι υψηλή λόγω της συγκέντρωσης του στρες παραμόρφωσης στην τοπική περιοχή της επιφάνειας και στη συνέχεια όταν φτάνει σε μια ορισμένη θερμοκρασία στην επακόλουθη θέρμανση, η «φάση διαλύεται στο μόνο κράμα κρυστάλλου. Μετά τη διάλυση, είναι πολύ εύκολο να σχηματιστεί μια κυτταρική δομή στην περιοχή διάλυσης φάσης. Η ανακρυστάλλωση της επιφάνειας του SX ξεκινά πρώτα στην περιοχή της ράβδου δενδριτών της επιφάνειας. Ο αρχικός οργανισμός είναι κυτταρικός. Στη συνέχεια, οι κόκκοι αρχίζουν να αναπτύσσονται σταδιακά στην ευτηκτική φάση / «περιοχή που περιέχει χονδροειδές» φάση. Η ανάπτυξη των ανακρυσταλλοποιημένων κόκκων συνοδεύεται από μια σαφή διεπαφή μεταξύ των «κρυσταλλικών κόκκων και της μήτρας [13]. Μια σημαντική προϋπόθεση για τον σχηματισμό ανακρυσταλλοποιημένων κόκκων: τη διάλυση της φάσης του cast.
