Введение к работе
Актуальные проблемы
Повышение мощности и уменьшение удельного расхода топлива to і урбинных двигателей достигается как за счет конструктивных решений, так іл (.чет повышения температуры газа на входе в газовую турбину.
В связи с этим предъявляются высокие требования к прочности, іростойкосп! таких деталей, как лопатки, диски, дефлекторы.
Анализ причин ряда аварий показал, что для деталей типа дисков, дефлекторов зоных турбин особую роль в повышении усталостных характеристик играют кие параметры качества деталей и узлов, как деформационное упрочнение и :таточные напряжения, возникающие в поверхностных слоях при их готовлений.
Обширные исследования позволили установить, что остаточные напряжения .
са і ия увеличивают прочностные характеристики деталей. Наведение остаточных
шря/кений сжатия осуществляется различными способами поверхностно-
К1с і пческого деформирования (ППД). В настоящее время широкое применение
11\чил метод упрочнения микрошариками.
В процессе изготовления деталей металлорежущими инструментами с
/ ^следующим упрочнением п поверхностных слоях возникает деформационное
ірочнение (наклеп). К этому следует добавить, что как правило, жаропрочные
мани весьма склонны к наклепу. Например, для сплава ЭП742УИД,
мюлі.зуемого для дисков турбин, дефлекторов, степень упрочнения при их
ігоіовлении может достигать величины 80%. В настоящее время накоплен
х-! а і очный статистический материат, из которого следует, что деформашюнное
ірочнение в поверхностных слоях деталей оказывает негативное влияние, снижая
тллопные характеристики, особенно при работе их в условиях высоких
чиератур.
В связи с этим, анализ, изучение и разработка технологических процессов, in которых формігруетея благоприятное напряженное состояние в поверхностном toe детали на финишных операциях при минимальных значениях степени формационного упрочнения, являются важной научной проблемой.
Изложенное определяет актуальность работы, направленной на решение юблем оптимального упрочнения деталей газовых турбин авиационных іюіурбинньгх двигателей.
Цель работы.
Разработка нового технологического процесса упрочнения деталей тип; дисков, дефлекторов, позволяющего повысить их качественные характеристики.
Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачі исследований:
1 .Разработать методику оценки влияния деформационного упрочнения н; предел выносливости образцов из жаропрочных сплавов ЭИ437Б, ЭП742У ИД.
-
Исследовать остаточные напряжения и деформационное упрочнение прі точении и упрочнении микрошариками сплава ЭП742УИД (на дефлекторах і дисках).
-
На базе теоретико-экспериментальных исследований разработать систем; мероприятий, обеспечивающих снижение степени деформационного упрочнени: при сохранении достаточного уровня сжимающих остаточных напряжений и; поверхностях дефлекторов и дисков в процессе их изготовления.
4. Разработать научно обоснованные технологические рекомендацій
улучшения качества поверхностного слоя дефлекторов и дисков турбин с цельк
повышения их долговечности.
5. Внедрить результаты разработок в производство.
Методы исследования.
Реализация цели работы и решение поставленных задач осуществлялись н; базе теоретических разработок и экспериментальными методами. Дл] теоретического анализа использовались подходы, базирующиеся на основны: положениях теории упругости и пластичности. Экспериментальные исследованш проводились в лабораторных и производственных условиях на образцах и деталя; из жаропрочных сплавов ЭИ437Б и ЭП742УИД. Остаточные напряжения і деформационное упрочнение исследовались с использованием специальны; методик, основанньгх на работах Н.Н.Давиденкова, И. А.Биргера. Применялся такжі метод рентгеноструктурного анализа на установке ДРОН-ЗМ. Измененш динамических характеристик оценивалось путем сравнения напряженногс состояния и пределов выносливости на образцах с применением современногс оборудования и вычислительной техники.
Научная новизна.
Установлены общие закономерности влияния деформационного упрочненш на предел выносливости жаропрочных сплавов ЭИ437Б и ЭП742УИД.
На базе указанных закономерностей разработаны теоретические основь рационального упрочнения деталей типа дисков и дефлекторов.
Предложена новая методика и разработано технологическое обеспечение по шоляющее на финишных операциях изготовления дисков турбин и дефлекторої гарантироватьнеобходимоекачество параметров поверхностного слоя.
Практическая ценность.
На основании выполненных исследований разработан и внедрен в роиэводство прогрессивный метод упрочнения поверхностей деталей, іботаюших при повышенных температурах и высоких вибрационных нагрузках. пределены оптимальные режимы нового технологического процесса упрочнения і сков турбин и дефлекторов.
Разработаны научно обоснованные рекомендации для производства в виде етодик и руководящих технологических материалов.
Апробация работы
Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на .-(.союзных научно-технических конференциях по конструкционной прочности ііігателеґі:
г. Куйбышев -1988 г. г. Москва 1990г. ЦИАМ г. Самара 1991 г. г. Самара 1999 г.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 11 статей и выпущено і ехнологических рекомендаций для производства.
