增材制造发动机燃烧室流道多余物X射线成像检出能力研究(2)
时间：2024-10-11 08:41 来源：特种铸造及有色合金2024年第44卷 作者：admin 阅读：次
图5为宽段流道内部线形多余物第52层Z轴切片图像检测效果，方框处为CT检出的线形多余物的位置与对应丝号。可以看出，CT能够检出丝号为10～16的所有线形多余物。
图6为含直径0.1mm线形多余物的第2088层X轴切片图像及检测效果，图像放大后可观察到线形多余物沿流道方向的影像。由于影像横跨多幅切片图像，线形多余物形态在该切片图像上不能完整呈现，且当金属丝紧贴内壁时，尺寸小的线形多余物检测困难，需要将多张切片图像进行对比和图像处理才能观察到。线形多余物测量值与标准丝径基本保持一致，绝对误差≤5μm，最小可测量线形多余物尺寸为0.1mm。
图5 线形多余物Z轴切片检测效果图
图6 X轴CT图像中最小丝径线形多余物的检测
2.2.2 壁厚分析
由于燃烧室工作环境温度为600～1300℃，筒体 和内部流道容易产生变形，需要进行壁厚均匀性分析。图7为宽段流道Z轴方向切片图像壁厚分析效果图。可以看出，宽段流道整体均匀性良好，但环内壁轮廓不清晰，主要是GH3625合金密度高、复杂流道试样透照厚度比大、射束硬化以及散射线等因素所导致。对外径和流道进行尺寸测量，外径为79.4mm，不同流道CT测量结果存在差异。宽段流道宽度为1.90～2.00mm，长度为2.86～2.93mm。窄段流道宽度为1.31～1.67mm，长度为1.75～1.94mm。同时采用最小精度为0.01mm的千分尺进行测量，外径为79.5mm，宽段流道宽度为1.80～1.90mm，长度为2.76～2.86mm；窄段流道宽度为1.30～1.58mm，长度为1.78～2.10mm。与CT测量相比，误差小于0.16mm，表明CT能够有效 分析复杂流道壁厚。
图7 内部流道壁厚均匀性分析
【主要结论】
（1）采用 SLM 工艺制造含复杂流道的燃烧室模拟件，材质为 GH3625 高温合金，内部预制了不同尺寸凸出立方体多余物和线形多余物。
（2）对 GH3625 高温合金燃烧室模拟件进行 CR 检测，按 GB/T 26642-2022 标准 A 级检测要求进行透照。结果表明，最小可检出设计尺寸为 0.15 mm 的凸出立方体多余物和丝径为 0.1 mm 的线形多余物，设计尺寸≤0.1 mm 凸出立方体多余物存在漏检。
（3）对 GH3625 高温合金燃烧室模拟件进行显微CT 检测，成像分辨率达到 30 μm。结果表明，设计尺寸为 0.08～0.20 mm 的凸出立方体多余物均被检出，并对多余物进行尺寸测量分析，凸出立方体多余物平均测量 尺 寸 普 遍 大 于 设 计 尺 寸 ，绝 对 误 差 最 大 不 超 过
50 μm，凸 出 立 方 体 多 余 物 缺 陷 最 小 检 出 尺 寸 为0.1 mm，线形多余物缺陷测量值基本与标准尺寸一致，可检出最小丝径为 0.1 mm。
（4）通过 CT 进行流道壁厚测量与均匀性分析，结果显示宽段流道均匀性良好，CT 测量尺寸与实际测量尺寸误差小于 0.16 mm。
【作者团队介绍】
刘玲玲，女，1989年9月出生，博士毕业于天津大学仪器科学与技术专业，讲师，硕士生研究生导师。2019年3月入参加工作，一直从事射线检测与人工智能交叉融合、太赫兹无损检测的教学和科研工作。主持国家自然基金1项，主持省部级课题1项，横向课题多项。
【引用格式】
中文：布树鹏, 敖波, 宋鸿玉, 刘玲玲, 刘海强.增材制造流道多余物X射线成像检出能力研究[J].特种铸造及有色合金，2024，44（9）：1213-1217.
英文：BU Shupeng1, AO Bo1, SONG Hongyu1, LIU Lingling1, LIU Haiqiang2.X-ray Imaging Detection Capability of Residues in Additive Manufactured Channels[J].Special Casting & Nonferrous Alloys，2024，44（9）：1213-1217.
(责任编辑：admin)
CNES引入INTAMSYS聚合物FF
具有显著纵波传播特性的三
生物3D打印、类器官应用，
MIT新突破：无需半导体也
亚马逊和Holcim投资14Tree
回收SLS 3D打印尼龙废料，最新内容
《Small Science
南洋理工-剑桥大
清华大学：抗拉强
《Science》：一
国产大尺寸陶瓷3D
南京工业大学：基热点内容
