Введение к работе
Актуальность работы. Создание новых газотурбинных двигателей (ТТД) для авиации во многом определяется разработкой новых жаропрочных материалов с повышенными эксплуатационными свойствами. Тяга двигателя, характеристики его экономичности н массогабарптные показатели в первую очередь зависят от температуры газа на входе в турбину и количества отводимой теплоты. Поэтому основная тенденция развития газотурбинных двигателей состоит в непрерывном увеличении температуры газа на входе в турбину. В свою очередь это требует повышения служебных характеристик материалов горячего тракта двигателя и прежде всего длительной прочности и термостойкости жаропрочных сплавов.
Самыми термонапряженнымн деталями в горячем тракте двигателя являются рабочие лопатки турбины, которые в современных двигателях должны работать сотни часов ь широких интервалах температур и напряжении. Современный уровень жаропрочности материала лопатки, надежности ее работы достигнут за счет создания конструкции охлаждаемых лопаток с внутренней полостью сложной геометрии, применения точного литья по выплавляемым моделям, создания новых композиций жаропрочных никелевых сплавов. Дальнейшее увеличение ресурса работы двигателя, который определяется в первую очередь надежностью и работоспособностью лопаточного аппарата, требует повышения уровня жаропрочности материала лопатки, стабилизации свойств, В связис этим, работы, направленные на решение этих проблем, являются актуальными.
Отдельные разделы диссертационной работы выполнены в соответствии с программой Министерства общего н профессионального образования РФ "Энер-го- и ресурсосберегающие технологии в металлургии", что подтверждает актуальность работы.
Цель работы. Изучение влияния температуры нагрева расплава над лини
ей ликвидус на структурно-фазовый состав литейных сплавов т'ипаЖС , на фи
зико-механические свойства и эксплуатационные характеристики лопаток тур
бины ГТД; исследование кинетических закономерностей химического травле
ния алюмшшдных комплексных покрытий системы Ni-Cr-Al, совершенствова
ние технологии ремонта лопаток турбины; исследование комплексного влияния
разработанных параметров плавки и ремонта на эксплуатационные характери
стики и ресурс работы лопаток ГТД. . ; . ;.,
Научная новизна. Установлено влияние температуры перегрева расплава относительно ЛИШПІ ликвидус на процессы кристаллизации, структуру, физические, механические свойства жаропрочных никелевых сплавов при получении отливок лопаток J 1Д в условиях серийного производства, а также результа-
ты дшггельных эксплуатационных испытаний рабочих лопаток турбины, отлитых по предложенной технологии.
Практическая ценность. Результаты исследования структуры, эксплуатационных свойств лопаток турбины из жаропрочных никелевых сплавов положены в основу совершенствовашш технологія! изготовления литых лопаток на Уфимском моторостроительном производственном объединении. Па лопатки турбины, изготовленные по разработанной технологии, выпущены технологические паспорта для проведения длительных испытаний на увеличенный ресурс -ЮООчас. в составе опытного ГТД. Разработанная технология ремонта лопаток путем химического удаления покрытия внедрена в серийное производство УМПО, которая позволила восстанавливать работоспособность около 50% лопаток, окончательно забракованных по покрытию.
Автор защищает:
-
Экспериментальные результаты по влиянию величины перегрева расплава отнооггельно линю! ликвидус на структуру и свойства литых лопаток из жаропрочных сплавов на никелевой основе.
-
Влияние композиции и способа кристаллизации сплава из уровень механических и эксплуатационных свойств.
-
Состав травильного раствора, который обеспечивает полное снятие защитных покрытий при удовлетворительном качестве поверхности тела лопатки, разработанный на основе исследования глубішьі растравливания межзерен-ных границ, и методик}' контроля окончания процесса травления.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на конференции литейщиков Уральского региона, Екатеринбург. 1996; на международном семинаре Айэрошсмнческой техники и технологии, Индия, Бангалор, 1УУ8; конференции литейщиков России «Совершенствование литейных процессов», Екатеринбург, 1997; Всесоюзной научно-практической конференции "Теория и практика электрохимических процессов и экологические аспекты их использования" Барнаул, 1990; межреспубликанской научно-технической конференции "Экологические проблемы в области гальванотехники", Киев, І991; областной межотраслевой научно-технической конференцій і. "Теория и,практика защиты металлов от коррозии". Самара-1991 г;
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав. заключения, приложения и списка литературы. Объем работы а?о/страницы. из них основной текст -&0 страниц, рисунков -/Я2.таблиц So , список литературы содержит ->t>Z наименования.