Влияние структурных изменений на свойства жаропрочных никелевых сплавов при дисперсном упрочнении нитридами легирующих элементов

• Автор: Ромашов, Антон Сергеевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 137 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Анализ состояния вопроса по теме исследования

1.1. Анализ жаропрочных сплавов на никелевой основе, применяемых при изготовлении деталей, работающих в высокотемпературном газовом потоке
1.2. Характеристика способов повышения долговечности деталей из никелевых сплавов при газовой коррозии

1.3. Теплобарьерные покрытия

1.4. Сварка никелевых сплавов

1.5. Азотирование

Выводы по главе

2. Материалы и методы проведения исследований

2.1. Материалы и объекты исследований

2.2. Методика проведения исследований
2.2.1. Методы исследования высокотемпературного окисления
2.2.2. Методика исследования механических свойств
2.2.3. Металлографические исследования
2.2.4. Методика исследования свариваемости
Глава 3. Исследование структурных изменений в жаропрочных никелевых
сплавах при воздействии газовой среды
Выводы по главе
Глава 4. Исследование структуры и свойств сплавов с нитридным упрочнением
4.1. Механические свойства
4.2. Микроструктурные исследования
4.4. Исследование свариваемости
4.4.1. Электронно-лучевая сварка
4.4.2. Сварка лазером
4.4.3. Аргоно-дуговая сварка
Выводы по главе

Глава 5. Исследование влияния нитридов на сопротивляемость
высокотемпературному окислению
Выводы по главе
Глава 6. Разработка способа изготовления деталей ГТД из сплавов с нитридным
упрочнением
Выводы по главе
Глава 7. Промышленная апробация способа изготовления деталей ГТД из сплавов
с нитридным упрочнением
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А - Физико-химическая оценка стабильности упрочняющей фазы TiN при тепловом воздействии на сплав ХН60ВТ, дополнительно легированный кобальтом и титаном, в процессе формирования сварного шва при сварке плавлением

Введение
При производстве и конструировании авиационного двигателя реализуются наиболее прогрессивные научные и технологические решения, используемые в дальнейшем и в других изделиях машиностроения. Если в первых газотурбинных двигателях (ГТД) рабочие температуры материала составляли 900-1150К, то в дальнейшем значительно повысились, достигнув в настоящее время 1500-1700К и даже выше (табл. 1).
Развитие авиационной промышленности имеет важное государственное значение для любого государства. Поэтому в авиации используются последние достижения науки, технологии, производства, что таюке является мощным стимулом их дальнейшего интенсивного развития. В виду последних событий развития геополитической ситуации в мире, существует стратегическая угроза интересам России в области национальной безопасности вследствие намерения ведущих держав мира на базе технологической и информационной изоляции обеспечить мощный отрыв в создании нового поколения авиационной техники, особенно военного назначения [1].
Из таблицы 1 видно, что пятое поколение ГТД, появившееся в конце 90-х годов, имеет температуру газа перед турбиной 1850-1950К, минимальное число деталей и отношение тяги к массе для военных ТРДДФ R/Man. = 9-10. Это двигатели F119 для F22, EJ200 для EF200 и М88 для Rafale. В конструкции широко используются новые жаропрочные сплавы, композиционные и интерметаллидные материалы. Новые материалы в конструкции современных и перспективных авиационных двигателей должны обладать повышенными характеристиками жаропрочности, жаростойкости, сопротивляемости термической усталости [2-5]. Создание современных авиационных газотурбинных двигателей неизбежно связано с повышением КПД и ресурса работы двигателя за счёт увеличения рабочих температур и снижения веса теплонагруженных деталей двигателя.

При нагреве в вакууме образцов с покрытием игольчатые фазы не образуются (рис.3.11).
а) после хромоалитирования
б) после вакуумного отжига при температуре 1050°С в течении 30 часов Рис.3.11. Структура сплава ЖС6ФНК с покрытием системы №СгА1 (х500)
В азоте при температуре 1050°С игольчатые структуры под покрытием образуются через 8-10часов, а на воздухе через 70-80часов.
Формирование нитридов в поверхностном слое сплавов под алюминидными покрытиями сопровождается незначительным повышением твердости как покрытия, так и непосредственно игольчатой зоны сплава под покрытием (рис. 3.12).