رهیافتی بر ساخت افزایشی پروانه های کمپرسور : مدل سازی سه بعدی پوشش کاری چندلایه فولاد پایه AISI ۴۱۴۰ به روش LSFF با استفاده از پودر Inconel ۶۲۵ همراه با ۲ % نانو پودر CeO۲

Abstract

تیغه توربین‌های گازی، شفت توربین‌ها و پروانه‌های‌ کمپرسورها، اغلب به دلیل فرسایش یا خوردگی آسیب ‌می‌بیند. با استفاده از روش ‌پوشش‌کاری لیزری و به منظور بازسازی و  بهبود خواص ضد‌فرسایشی قطعات حساس، یک لایه پوشش بر روی مواد پایه قرار داده می‌شود. در این مقاله، مدل ‌سه‌بعدی فرآیند LSFF برای آلیاژ Inconel 625 مخلوط با نانو پودر CeO₂ بر روی فولاد AISI 4140 بررسی شده است. با استفاده از ‌نرم‌افزار COMSOL Multiphysics و روش المان محدود (FEM)، معادله انتقال حرارت، معادله مش متحرک و تانسور تنش به صورت عددی حل ‌می‌شود. هندسه ناحیه مذاب با استفاده از مش‌بندی متحرک و بر اساس ماژول لاگرانژی‌ـ‌اویلری (ALE) به دست می‌آید و همچنین تأثیر پیش‌گرمایش و افزودن نانو پودر CeO₂  در توزیع دما و میدان‌های تنش به صورت عددی بررسی می‌شود. رفتار زمانی شاخص‌های کلیدی فرآیند مانند دمای بیشینه و تنش بیشینه و نسبت متناظر آن‌ها مطالعه شده و وابستگی ارتفاع پوشش به سرعت روبش لیزر برای لایه‌های اول و دوم و سوم  بررسی و ارائه می‌شود.