Совершенствование технологии электрохимической обработки деталей ГТД для улучшения качества поверхностного слоя и стойкости к высокотемпературной газовой коррозии

• Автор: Хамзина, Альбина Расиховна
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 207 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Аналитический обзор состояния вопроса по проблеме

1.1. Возможности электрохимической обработки в производстве деталей авиационного ГТД
1.2. Основные направления повышения точности и качества поверхности при изготовлении деталей ГТД из жаропрочных никельхромовых сплавов электрохимическим методом
1.3. Анализ возможностей применения электрохимического полирования в качестве финишной операции деталей ГТД

1.3.1. Влияние электрохимического полирования на коррозионную

стойкость

Глава II. Методы и объекты исследования

2.1. Детали Г'ГД, материалы, параметры эксплуатации

2.1.1. Контроль качества изготовления лопаток компрессора

2.2. Материалы электродов и рабочие жидкости
2.3. Подготовка образцов для испытаний
2.4. Технологическая схема для исследований ЭХО
2.5. Методика изучения кинетики электродных процессов
2.5.1. Поляризационные исследования
2.5.2. Определение энергии активации
2.6. Методика изучения закономерностей высокоскоростного
анодного растворения сплавов применительно к ЭХО
2.6.1. Лабораторная установка для проведения эксперимента в условиях имитирующих реальный процесс ЭХО
2.6.2. Методики определения технологических показателей ЭХО
2.7. Фотоколориметрические исследования отработанных электролитов
2.8. Методика проведения электрохимического полирования
2.9. Методика изучения коррозионного поведения
2.9.1 Методика измерения стационарных потенциалов
2.9.2. Методика снятия кривых Эванса, вычисление токов коррозии
2.10. Методика ускоренных испытаний на высокотемпературную
газовую коррозию
Глава Ш.Оптимнзация технологических показателей ЭХО деталей ГТД из жаропрочных никельхромовых материалов, математическое моделирование ЭХО
3.1. Исследования электрохимической обработки сплава ХН45МВТЮБР
при высоких плотностях тока
3.2. Исследования электрохимической обработки сплава ХН50ВМТЮБ при высоких плотностях тока
3.3. Закономерности высокоскоростного анодного растворения сплавов ХН45МВТЮБР и ХН50ВМТЮБ
3.4. Определение эффективной энергии активации
3.5. Гальваностатические исследования анодного растворения жаропрочных сплавов в различных электролитах
3.5.1. Определение выхода по току гравиметрическим методом
3.5.2. Определение парциального выхода по ионам №+2, Сг+б
и Сг+3 гравиметрическим и фотометрическим методом
3.6. Исследование выходных технологических показателей
ЭХО никельхромовых жаропрочных сплавов
3.6.1. Определение производительности процесса ЭХО в зависимости
от состава электролита
3.6.2. Определение значения выхода по току в зависимости от
состава электролита
3.6.3. Определение коэффициента локализации электролита
3.6.4. Определение качества поверхности в зависимости от состава электролита

3.7. Исследования электрохимической обрабатываемости никельхромовых
сплавов в зависимости от состава электролита и режима обработки
3.8.Математическое моделирование процесса ЭХО деталей сотовых
уплотнений
Выводы к III главе
Глава IV. Исследование электрохимического полирования деталей ГТД из никельхромовых сплавов ХН45МВТЮБР и ХН50ВМТЮБ и влияние ЭХП на коррозионную стойкость
4.1. Исследование потенциодинамических поляризационных кривых сплавов
ХН45МВТЮБР и ХН50ВМТЮБ при электрохимическом полировании
4.2. Исследование качества поверхности после
электрохимического полирования сплава ХН45МВТЮБР
4.3. Исследование качества поверхности после ЭХП сплава ХН50ВМТЮБ
4.4. Влияние электрохимического полирования на коррозионную
стойкость никельхромовых материалов
4.4.1. Стационарные потенциалы никельхромовых материалов
4.4.2. Влияние электрохимического полирования на коррозионную стойкость материала ХН45МВТЮБР
4.4.3. Влияние электрохимического полирования на коррозионную
стойкость сплава ХН50ВМТЮБ
4.5 Исследования влияния электрохимического полирования на особенности
высокотемпературной газовой коррозии сплавов на никелевой основе
4.5.1 Исследование состава поверхностных пленок после высокотемпературной газовой коррозии сплавов ХН45МВТЮБР и ХН50ВМТЮБ
Выводы к IV главе
ГЛАВА V. Технологические рекомендации по разработке и применению ЭХО при изготовлении деталей ГТД
5.1. Технологические рекомендации по обработке деталей типа лопатка компрессора и сотовые уплотнения на электрохимическом станке

газообразная среда, состоящая из чистого сернистого газа, а также смеси 802 в определенных соотношениях с кислородом, способна вызвать сульфиднооксидную коррозию металлов, в частности никелевых сплавов. Исследование коррозии никеля в ЭОг в широком интервале давлений 0,4-100 кПа при температурах 500-800 °С [98] показало, что закономерности влияния газовой среды существенно различны в зонах с давлением 802 выше и ниже 13 кПа. Сернистый газ вызывает ускорение коррозии никелевых сплавов не только по сравнению с окислением в кислороде, но также при наличии на поверхности металла слоя сульфата натрия. Коррозионные испытания никелевых сплавов IN100 при температуре 750 °С в Т8Га2804, УаС1 и смеси Ма2804 с 14аС1 (1%) показали, что скорость их разрушения возрастает при увеличении концентрации в02 в смеси с кислородом: 0,01-1%.
Установлено, что никелевые, кобальтовые и железные сплавы обнаруживают увеличение скорости коррозии в результате воздействия паров ИаС1. При этом никелевые сплавы обнаруживают высокую коррозионную стойкость в воздухе, содержащем пары ИаС1 при температурах 550-850 °С, чем стали различного легирования. Из-за влияния хлорида натрия обычно плотная защитная пленка, образующаяся на воздухе, становится пористой, с плохой адгезией к металлической поверхности и теряет защитные свойства. Предполагается, что ускорение коррозии под действием ПаС1 происходит из-за замещения двухвалентных ионов кислорода в кристаллической решетке поверхностного оксида Сг204 одновалентными ионами хлора. Вследствие этого в решетке возрастает число катионных вакансий, дефектность и увеличиваются скорости коррозии металла [99].
Предварительное окисление никелевых сплавов приводит к ослаблению газовой коррозии, так защитное действие оказывают оксидные пленки, образованные на поверхности сплавов в результате окисления на воздухе. Чем выше стойкость сплава к окислению на воздухе, тем в меньшей мере он подвержен газовой коррозии [100].