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Development of investment casting process of nickel superalloys with enhanced weldability.

Descripción del proyecto

Componentes de turbinas mejorados gracias a los avances en superaleaciones de alta temperatura

Las superaleaciones de alta temperatura están formadas por una combinación de elementos que proporcionan una excelente resistencia mecánica y a la corrosión, así como una estabilidad térmica. El equipo del proyecto HiperTURB, financiado con fondos europeos, pretende mejorar la soldabilidad y moldeabilidad de las superaleaciones de alta temperatura para, en última instancia, reducir tanto el peso como los costes de fabricación y mantenimiento de los componentes de las turbinas. Los investigadores combinarán técnicas innovadoras de química, solidificación de coladas, tratamiento térmico y soldadura para controlar el tamaño del grano, la formación de fases, la segregación y las tensiones residuales. Se desarrollarán y evaluarán mediante técnicas avanzadas de simulación dos nuevas piezas de fundición de superaleaciones con una soldabilidad mejorada. Las propiedades mecánicas de las superaleaciones se probarán a distintas temperaturas. Las actividades del equipo de HiperTURB contribuirán a la creación de componentes más eficientes y fiables que funcionen a altas temperaturas.

Objetivo

The objective of HiperTURB is to improve the weldability and castability of high temperature capable superalloy castings. The expected impact will be linked to weight, manufacturing and maintenance cost reduction of TRF components.
This objective will be achieved due to a combination of innovative chemistry adjustments, tailored casting solidification strategies, specific heat treatment and innovative welding techniques to control grain size, phases formation, segregation and residual stresses. Two new superalloy castings with enhanced weldability will be developed. At casting level mould design to control cooling gradient together with the use of inoculants, chillers and shell design will allow to tailor casting solidification. Heat treatment stage will be adjusted in terms of pre and post welding operation sequence (HIP + solution annealing), processing parameters and the introduction of cryogenic heat treatment. Weldability assessment of two new alloy castings will be assessed by standard hot cracking tests and simulated repair and structural welds on simple parts and real geometry-like components. Both TIG and laser based welding processes will be investigated.
Development process will be supported by advanced simulation techniques based on Thermocalc, Dictra, Procast that will enable a more precise approach on final alloy microstructural and castability results. The castability of the alloys will be validated by the design of specific test samples that will be checked to detect casting defects such as shrinkage, hot tearing sensitivity.... Evaluation of internal and external defects will be carried out by non-destructive tests. Mechanical properties of alloys under development such as creep and tensile test at low and high temperature will be performed. Component like geometry cast parts will be manufactured at the end of the project, testing their final properties in terms of castability and weldability.

Régimen de financiación

CS2-IA - Innovation action

Coordinador

FUNDACION AZTERLAN
Aportación neta de la UEn
€ 109 373,23
Dirección
ALIENDALDE 6
48200 Durango
España

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Región
Noreste País Vasco Bizkaia
Tipo de actividad
Research Organisations
Enlaces
Coste total
€ 109 373,24

Participantes (6)