Повышение долговечности лопаток турбин газотурбинных двигателей нанесением модифицированных комбинированных покрытий системы Ni-Al-Cr

• Автор: Терехин, Андрей Михайлович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 128 с. : ил.

ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ

ЛОПАТОК Г АЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

1.1. Анализ способов получения защитных покрытий на лопатках турбин газотурбинных двигателей

1.2. Составы и структуры жаростойких покрытий

1.3. Влияние покрытий на долговечность лопаток турбин газотурбинных двигателей

1.4. Выводы

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Материалы исследований

2.2. Методы исследований

2.2.1. Методика металлографического исследования

2.2.2. Методика рентгенографического исследования

2.2.3. Методика испытания покрытий на жаростойкость
2.2.4. Методика оценки пластичности при статических испытаниях
2.2.5. Методика оценки пластичности при динамическом нагруэ/сении
2.2.6. Методика испытания на термостойкость покрытий
2.2.7. Методика испытаний механических свойств
2.2.8. Методика определения поверхностных остаточных напряжений
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА СПОСОБА ПОЛУЧЕНИЯ
МОДИФИЦИРОВАННОГО КОМБИНИРОВАННОГО КОНДЕНСАЦИОННО-ДИФФУЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ
3.1. Разработка технологии получения конденсационного покрытия
3.2. Разработка технологии нанесения диффузионного покрытия
3.3. Анализ состава и структуры модифицированного комбинированного конденсационно-диффузионного покрытия
3.4. Выводы
ГЛАВА 4. БАРОТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЛОПАТОК ТУРБИНЫ ИЗ СПЛАВОВ ЖС6У-ВИ И ЖС32-ВИ
4.1. Исследование влияния горячего изостатического прессования на структуру жаропрочных сплавов
4.2. Анализ механических свойств сплава ЖС6У-ВИ после горячего изостатического прессования
4.3. Отработка режимов баротермической обработки покрытий на сплавах ЖС6У-ВИ и ЖС32-ВИ
4.4. Исследование влияния баротермической обработки на структуру покрытий
4.5. Выводы
ГЛАВА 5. СВОЙСТВА СПЛАВОВ ЖС6У-ВИ И ЖС32-ВИ С ПОКРЫТИЯМИ
5.1 Сравнительная жаростойкость покрытий на сплавах ЖС6У-ВИ и ЖС32-ВИ
5.2. Механические свойства сплавов ЖСбУ-ВИ и ЖС32-ВИ с покрытиями
5.3. Выводы
ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА СПОСОБА ЗАЩИТЫ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ АЛИТИРОВАНИИ ГАЗОВЫМ ЩТРКУЛЯЦИОННЫМ СПОСОБОМ
6.1. Выводы
ГЛАВА 7. ПРОМЫШЛЕННАЯ АПРОБАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ МОДИФИЦИРОВАННОГО КОМБИНИРОВАННОГО КОНДЕНСАЦИОННО-ДИФФУЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ НА ЛОПАТКАХ ТУРБИНЫ ДВИГАТЕЛЯ АЛ-31Ф
7.1. Технико-экономическое обоснование внедрения разработанного конденсационно-диффузионного покрытия
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

В связи с низкой скоростью рассасывания алюминия в условиях термовакуумной обработки при температуре 1000 °С, когда необходимый состав покрытия по алюминию достигается выдержкой в печи в течение времени более 8 часов, более эффективным для производства процессом следует признать высокотемпературную термовакуумную обработку при температуре закалки сплава.
Отработка проводилась на сплаве ЖС6У. Время выдержки при 12Ю±10оС варьировали от 75 до 180 мин. Оптимальный состав покрытия сформирован при ТВО в течение 80 ± 5 мин: М-основа, Сг-7,8 %, А1-15,9 %. При более продолжительной выдержке существенно снижается содержание алюминия, вплоть до 13 %, которое соответствует фазе у'-№зА1, что снижает характеристики жаростойкости.
Результаты оценки толщины покрытия после термовакуумной обработки сплава ЖС6У при 1200 °С, 75 мин представлены в табл. 9. Структура покрытия после ТВО при 1200°С представляет собой смесь (3 и у1 - фаз (рис.3.5). В случае алитирования без слоя СДП-ТВГ частицы у' - фазы крупные, скоагулированные. В комбинированном покрытии частицы у' - фазы мелкие, равномерно распределенные.
Увеличение времени напыления слоя СДП-ТВГ с 60 до 100 минут не оказывает влияния на конечную структуру слоя покрытия. В обоих случаях структура слоя состоит из смеси р и у' - фаз.