Технологическое обеспечение фреттингостойкости елочных замковых соединений лопаток турбин

• Автор: Дрязгин, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Е АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

ЕЕ Фреттинг-процесс и его зависимость от технологии изготовления

1.2. Методы и средства исследования фреттинг-процесса

ЕЗ. Анализ технологии изготовления ЕЗС лопаток турбин и возможности развития фреттинг-процесса

1.4. Цель и задачи исследования

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗВИТИЯ ФРЕТ-ТИНГ-УСТАЛОСТИ ПРИ ДЕЙСТВИИ ФРЕТТИНГ-ПРОЦЕССА
2.Е Расчётная модель контактного взаимодействия ЕЗС и определение амплитуды относительного тангенциального циклического перемещения

2.2. Динамика дефектной структуры в условиях вибрационного нагружения

2.3. Математическая модель развития фреттинг-усталости при вибрационном нагружении материала
2.4. Выводы
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФРЕТТИН-ГОСТОЙКОСТИ ЕЗС
3.Е Определение и анализ частотных характеристик лопаток турбин
3.2. Исследования интенсивности фреттинг-процесса в зависимости от амплитуды перемещения, контактного давления и времени эксплуатации

3.3. Исследование влияния фреттинг-коррозии на долговечность ЕЗС путём контроля декремента затухания
3.4. Выводы
4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ФРЕТТИНГОСТОЙКОСТИ ЕЗС ЛОПАТКИ И ДИСКА ТУРБИНЫ
4.1. Практические рекомендации по технологическому обеспечению процесса изготовления фреттингостойких ЕЗС
4.2. Технико-экономическое обоснование эффективности применения технологических методов повышения фреттинго-стойкости
4.3. САПР ТП получения фреттингостойких ЕЗС
4.4. Маршрутная и операционная технологии изготовления фреттингостойкой лопатки турбины из сплава ЖС6К
4.5. Выводы
Общие выводы
Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
В современных условиях конкурентоспособность машиностроительной продукции определяется её качеством. Повышение требований к сохранению работоспособности до предельного состояния при одновременной интенсификации режимов эксплуатации приводит к необходимости обеспечения требуемого качества изделия в целом и отдельных его частей. Это в полной мере относится к турбокомпрессорам, в которых распространенным соединением лопаток турбины с диском является замковое соединение с многозубым профилем ёлочного типа (ёлочное замковое соединение - ЕЗС).
Из-за работы ЕЗС в жёстких условиях вибронагружения [29,50,51,53,86], воздействия газовой среды происходит процесс постепенного накопления повреждения материала в контактирующих поверхностях, приводящий к образованию микротрещин, их развитию и разрушению детали. Малые циклические относительные перемещения сопряжённых поверхностей деталей могут привести к развитию фреттинг-процесса. Фрет-тинг-процесс вызывает локальную коррозию, износ поверхностного слоя материала, проникающие вовнутрь поверхности микротрещины. Наиболее тяжёлое последствие этого процесса - фреттинг-усталость, т. е. усталостное разрушение. Развитие фреттинг-процесса приводит к значительному снижению долговечности ЕЗС и, как результат, аварийному разрушению рабочих лопаток турбин, что сопровождается большими экономическими

Рассмотрим основные типы дефектов, динамика которых при вибрационном воздействии может существенно влиять на модуль упругости материала ЕЗС.
Важнейшими точечными дефектами в металлах и сплавах являются вакансии, «свои» межузельные и чужеродные атомы, образующие растворы замещения или внедрения. Вакансией называется узел решетки, в которой отсутствует атом или ион. Вакансии возникают двумя путями: в результате выхода атомов на внешнюю поверхность или поверхность пор в кристалле (механизм Шоттки) и при образовании «своего» межузельного атома. Пара вакансия-межузельный атом называется дефектом Френкеля. Для образования вакансий по механизму Френкеля требуется гораздо большая энергия, чем по механизму Шоттки, что обусловлено значительной деформацией кристаллической решетки.
Большую роль в металлах и сплавах играют «спаренные вакансии», т.е. дефекты, состоящие из двух и более одиночных вакансий, соединенных вместе. Спаренные вакансии гораздо более подвижны, чем одиночные, что имеет значение при образовании потоков вещества. Следует отметить, что точечные дефекты присутствуют во всех реальных поли- и мо-нокристаллических металлах и сплавах даже в равновесном состоянии. Вакансии представляют значительный практический и теоретический интерес, поскольку оказывают существенное влияние на кинетику и механизм всех процессов, связанных с переносом атомов металлической основы в