Формирование регламентированной структуры и эксплуатационных свойств в сплаве in792-5а при изготовлении крупногабаритных лопаток газотурбинных двигателей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Пиксаев Василий Михайлович

• Пиксаев Василий Михайлович
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Пиксаев Василий Михайлович

Введение

ГЛАВА 1 Методы управления формированием эксплуатационных свойств и структуры жаропрочных никелевых сплавах с требуемыми параметрами

1.1 Современные никелевые сплавы. Параметры структуры никелевых сплавов типа Inconel: фазовый состав, морфология структурных составляющих

1.2 Связь параметров макроструктуры и микроструктуры никелевых сплавов со служебными свойствами, обеспечивающими эксплуатационную надежность и ресурс лопаток ГТУ большой мощности

1.3 Анализ современных технологий изготовления лопаток ГТУ из жаропрочных никелевых сплавов

1.4 Методы моделирования кристаллизации расплавов с целью определения рациональных режимов управления формированием макроструктуры и микроструктуры и эксплуатационных свойств сплавов

1.5 Постановка цели и задач исследования

ГЛАВА 2 Материалы и методики исследований

2.1 Материалы исследования и химический состав сплава

2.2 Оборудование и методика определения химического состава сплава

2.3 Оборудование и методика определения микро и макроструктуры сплава

2.4 Методика определения среднего размера зерна макроструктуры

2.5 Методика определения величины микропористости

2.6 Оборудование и методика исследования физико-механических свойств

ГЛАВА 3 Исследование и разработка режимов технологической системы, влияющих на формирование регламентированной структуры и

эксплуатационных свойств при изготовлении крупногабаритной лопатки из сплава Ш-792-5А

3.1 Системный анализ совокупности технологий изготовления лопаток ГТУ, выявление параметров управления структурообразованием сплава

3.2 Оценка эффективности метода поверхностного модифицирования при получении крупногабаритных лопаток ГТУ из сплава ГЫ-792-5А

3.3 Исследование режимов формирования макроструктуры сплава Ш-792-5А со служебными свойствами, обеспечивающими эксплуатационную надежность лопаток ГТУ большой мощности

3.4 Оценка влияния режимов горячего изостатического прессования (ГИП) крупногабаритных лопаток на величину микропористости

3.5 Исследование влияния режимов термической обработки крупногабаритных лопаток на формирование микроструктуры

Выводы по ГЛАВЕ

ГЛАВА 4 Разработка технологии и промышленное освоение при изготовлении опытной партии крупногабаритных лопаток из никелевого типа 1псопе1

4.1 Обоснование режимов комбинированной технологической схемы изготовления, обеспечивающей получение регламентированной структуры и эксплуатационных свойств крупногабаритных лопаток

4.2 Апробирование технологических режимов при изготовлении крупногабаритных лопаток

4.3 Обоснование экономической эффективности освоения комбинированной технологической системы изготовления крупногабаритных рабочих лопаток из сплава Ш792-5А

Заключение

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А

Приложение Б

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Формирование регламентированной структуры и эксплуатационных свойств в сплаве in792-5а при изготовлении крупногабаритных лопаток газотурбинных двигателей»

Введение

В настоящее время все газотурбинные установки средней и большой мощности, эксплуатируемые в Российской Федерации, иностранного производства (Siemens, Ansaldo, General Electric, Alstom, Mitsubishi Power и др.). Они требуют постоянного обслуживания и регламентированного межинтервального ремонта, связанного в первую очередь с ремонтом лопаток турбины и их периодической заменой, что стало невозможно после прекращения поставок турбин и запасных частей от иностранных производителей. Оставшихся запасных частей (лопатки турбины) на складах в РФ хватит максимум на два года, отечественные турбины большой и средней мощности на данный момент не производятся [98].

Решением сложившейся проблемы является создание собственных отечественных газотурбинных установок большой и средней мощности с возможностью локализации производства в РФ. При этом потенциальные производители заявляют о возможности изготовления 12 турбин в год только с 2027 г. (ГТЭ-65, ГТЭ-170.1, ГТД-110) [99, 100] с возможностью замены парка иностранных турбин в долгосрочной перспективе.

Основным и наиболее ответственным узлом газотурбинного двигателя является турбина, определяющая в целом ресурс двигателя, при этом основным элементом турбины являются рабочие и направляющие лопатки. Лопатки турбины являются высокотехнологичной сложнопрофильной деталью двигателя, определяющей его работу в целом.

Наиболее технологически сложной лопаткой турбины является крупногабаритная рабочая лопатка с размерностью до 900 мм из жаропрочного никелевого сплава (Inconel 792, Inconel 738, Rene 80...) ввиду отсутствия аналогов (например, в авиации) и жестких предъявляемых требований к структуре детали.

Соответственно технология производства крупногабаритных высокоточных рабочих лопаток и лопаток направляющего аппарата турбины высокого давления

(наиболее ответственные детали турбины) из жаропрочных никелевых сплавов на данный момент отсутствует, как и аналоги отечественных жаропрочных сплавов.

Наиболее распространенными отечественными лопатками являются авиационные из сплавов ЖС6У, ЧС-88, ЧС-104 и др., максимальным размером до 330 мм. Они применяются в двигателях авиакосмической промышленности или в газоперекачивающих установках, которые изготавливаются в нашей стране на основе тех же авиационных двигателей (АЛ31Ф, ПС-90ГП...).

Хотя конструкции лопаток для авиационных двигателей и мощных газотурбинных установок для наземного применения имеют много общего, их эксплуатационные условия значительно различаются. Лопатки авиационных двигателей функционируют при значительно более высоких температурах, достигающих 850-1250°С, и испытывают значительные механические нагрузки, где каждая пара зубьев обработанной соединительной «елочки» выдерживает силы порядка 2-3 тонн. В противоположность этому, лопатки наземных турбин работают в более умеренных условиях эксплуатации, при этом основная задача лопаток турбины -обеспечить повышенный ресурс и эксплуатационную надежность, к примеру, ресурс рабочих лопаток газотурбинной установки мощностью 170 МВт равен ресурсу работы всей турбинной установки без проведения ремонтов лопаток (около 100 тыс. часов).

В этой связи авиационные лопатки и лопатки газотурбинных установок имеют ряд значительных отличий как по самой конструкции (размер авиационных лопаток составляет 30-350 мм, а лопатки наземных газотурбинных установок имеют размер 150-1200 мм), так и по условиям работы, в частности, рабочие температуры лопаток авиационных двигателей составляют 800-12500С, а лопаток газотурбинных энергетических установок 750-10200С. Несмотря на применение схожих материалов лопаток, требования к конечной структуре металла и к эксплуатационным свойствам значительно отличаются. Для лопаток авиационных двигателей требуется повышенная жаропрочность и сопротивление ползучести. Для наземных газотурбинных установок наиболее важными критериями являются повышенные усталостные характеристики. В данной работе исследования прово-

дились применительно к крупногабаритной рабочей лопатке 4 ступени из сплава Ш792-5А, размером порядка 800 мм, с возможностью применения полученных результатов/подходов на других крупногабаритных лопатках с большей размерностью и других жаропрочных сплавах

Целью данной работы является разработка технологической системы изготовления крупногабаритных рабочих лопаток (РЛ) ГТУ потенциально способной обеспечить формирование регламентируемой заказчиком макро- и микроструктурой и требуемых служебных свойств; исследование технологической системы как объекта управления для обеспечения требований заказчика [106].

Объектом исследования является жаропрочный никелевый сплав ГЫ-792-

5А.

Предметом исследования являются режимы управления структурообразо-ванием на этапах комплексной технологической системы изготовления крупногабаритных рабочих лопаток (РЛ) ГТУ большой мощности.

Задачи исследования, поставленные в работе:

1. Провести системный анализ комплексного процесса изготовления лопаток ГТУ большой мощности, выявить основные параметры и связи между ними для управления формированием регламентированной микроструктуры и макроструктуры, а соответственно и эксплуатационными свойствами, обеспечивающими высокий ресурс.

2. Исследовать совокупности влияния зависимости технологических параметров на формирование однородной мелкозернистой структуры никелевых сплавов и служебных свойств.

3. Провести анализ и оценку эффективности метода поверхностного модифицирования керамической формы, а как следствие управления макроструктурой на размер зерна и физико-механические свойства отливок из сплава типа 1псопе1.

4. Провести исследование влияния различных режимов термической обработки крупногабаритных лопаток на формирование микроструктуры и на физико -механические свойства, соответствующие установленным параметрам.

5. Оценить влияние режимов вакуумного горячего изостатического прессования (ГИП) крупногабаритных РЛ из сплава Ш-792-5А на величину микропористости.

6. Обосновать режимы комбинированной технологической схемы изготовления крупногабаритных лопаток с целью обеспечения заданного ресурса при эксплуатации и возможности применения технологической схемы на других крупногабаритных лопатках из жаропрочных сплавов на никелевой основе.

Научная новизна.

Проведенные исследования позволили получить новые научные результаты:

- предложено рациональное комбинированное сочетание технологических процессов получения крупногабаритной РЛ ГТУ из сплава Ш792-5А, включающих управление параметрами макроструктуры, управления технологическими режимами заливки и затвердевания сплава, достижения регламентированной микроструктуры и микропористости с помощью ГИП и ТО.

- установлена зависимость между применением поверхностного модифицирования керамической формы и формированием структуры никелевых сплавов типа 1псопе1. В частности, выявлена связь между концентрацией модификатора в водном связующем и размером макрозерна сплава типа 1псопе1.

- определена зависимость применения поверхностного модифицирования керамической формы на формирование макроструктуры литой детали.

- установлено, что при использовании предложенного режима с температурой процесса на 20 ± 3°С ниже температуры солидуса, повышенным до 165 ± 5 МПа давлением процесса и увеличенным на 3 часа временем выдержки, горячее изостатическое прессование приводит к уменьшению среднего значения микропористости с 5% до 0,15% (местно микропористость отсутствует полностью) крупногабаритных лопаток из сплава типа 1псопе1 и как следствие к повышению прочности, а также предела текучести с 714МПа до 941 МПа.

- установлено, что применение предложенного режима ГИП при температуре, на 20±3°С ниже температуры солидуса, и при повышенном до 165±5 МПа

давлении, приводит к существенному снижению среднего значения микропористости с 5% до 0,15%;

- разработаны и обоснованы режимы комплексной термической обработки, включающие высокотемпературную гомогенизацию при температуре на 20±3°С ниже температуры солидуса с последующими закалкой при температуре 1120±4°С и старением при температуре 780±20°С.

Практическая значимость работы заключатся в следующем:

- выявлены режимы процессов кристаллизации расплава, позволяющие получать крупногабаритные РЛ и ЛНА ГТУ с размерами до 900мм из жаропрочных никелевых сплавов с заданной структурой и физико-механическими свойствами;

- предложен комбинированный способ изготовления крупногабаритных лопаток ГТУ из жаропрочных сплавов на никелевой основе, состоящий из комплексных технологических параметров, включающих режимы управления макроструктурой с помощью модифицирования керамической формы, параметров расплавления и заливки сплава, включающий температурный режим керамической формы, режимы последующего горячего изостатического прессования и термической обработки, обеспечивающие получение крупногабаритных лопаток ГТУ с требуемым уровнем эксплуатационных свойств из жаропрочных сплавов на никелевой основе;

- разработанные режимы ГИП и ТО для РЛ из сплава Ш792-5А были применены при изготовлении опытной партии и первого серийного моторокомплекта лопаток;

- показано, что использование предложенного технологического процесса обеспечивает достижение эксплуатационных свойств лопаток, а также обоснованная технологическая схема получения лопаток применима для лопаток из жаропрочных сплавов на никелевой основе.

- изготовлен первый моторокомплект крупногабаритных лопаток, собрана газотурбинная установка, находящаяся на стадии пусконаладочных работ.

Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав, заключения, списка литературы, 52 рисунков, 32 таблиц. Библиографический список имеет 106 наименований.

В первой главе представлен обзор литературных данных. Проведен анализ текущего состояния проблемы, обоснована ее актуальность и сформулированы задачи исследования.

Во второй главе приведены сведения о материалах, используемых в исследовании, описаны методики проведения экспериментов, указано оборудование, применяемое для испытаний, а также приведен состав исследуемого сплава.

В третьей главе исследовалось влияние технологических параметров технологической системы на формообразование крупногабаритных РЛ с управляемыми режимами для создания регламентированной макро- и микроструктурной. При выборе способа изготовления деталей ответственного назначения необходимо стремиться к тому, чтобы после технологического воздействия деталь получала макро- и микроструктуру, объемные и поверхностные свойства, соответствующие условиям эксплуатации и гарантирующие требуемый эксплуатационный ресурс.

Показано, что оптимальный с точки зрения качества результат будет достигнут при согласовании технологических воздействий таким образом, что возникает положительный синергетический эффект.

Приведена предлагаемая технологическая система формообразования крупногабаритных рабочих лопаток с управляемыми режимами для создания регламентированной макро- и микроструктурной. Получение первичной структуры металла лопаток контролируется параметрами следующих этапов технологии литья по выплавляемым моделям: плавка, заливка в подготовленную оболочковую форму; кристаллизация сплава. Окончательная макро- и микроструктура формируется после горячего изостатического прессования (ГИП) и термической обработки отливки (ТО).

В четвертой главе показано влияние сформировавшихся в результате превентивного управления режимами технологических процессов, составляющих

технологическую систему производства крупногабаритных РЛ ГТУ на механические свойства вырезанных образцов.

Также показано влияние результатов управления режимов в технологической системе производства крупногабаритных РЛ на разных стадиях изготовления.

На стадии литых лопаток, изготовленных по типовым режимам, исследования макроструктуры свидетельствуют о том, что имеет место существенная раз-нозернистость в разных зонах лопатки. Если в тонкой зоне пера лопатки размер зерна составляет 8-12 мм, то в утолщенной зоне хвостовика он составляет 18-30,8 мм. Такая структура не удовлетворяет требованиям заказчика изделия и не обеспечивает требуемые механические свойства, в том числе длительную прочность.

На стадии поверхностного модифицирования управление структурообразо-ванием приводит к измельчению зерна, во всех зонах лопатки в среднем до 12,1 мм, причем измельчение зерна происходит до концентрации алюмината кобальта в наносимой на поверхность выплавляемой модели лопатки суспензии до 17%. Дальнейшее повышение концентрации модификатора не приводит к большему измельчению зерна. Структура сплава после поверхностного модифицирования более однородная.

Управление в отливке крупногабаритной лопатки путем изменения технологических параметров также вызывает уменьшение размера зерна, что, в свою очередь, приводит к изменению физико-механических свойств.

Изменение технологических параметров заливки позволяет эффективно контролировать размер зерен макроструктуры. Например, увеличение температуры керамической оболочки с 300±10°С до 1100±10°С при постоянной температуре расплава (1520±10°С) приводит к уменьшению среднего размера зерен до 10,5 мм, с минимальным значением 0,5 мм. Дальнейшее повышение температуры керамической оболочки вызывает монотонное увеличение размера зерен.

Температура расплава в момент заливки также оказывает влияние на размер зерен. Снижение температуры заливки до 1420±5°С при ранее установленной температуре подогрева керамической формы приводит к уменьшению размера зе-

рен. При разнице температур в 420°С, наблюдаемой при подогреве керамической формы до 1000°С, величина зерна составила в среднем 6,1 мм. при минимальных значениях до 2 мм [22].

Управление структурообразованием при термической обработке крупногабаритной лопатки путем изменения ее технологических параметров приводит к изменению размера морфологии упрочняющей у'-фазы.

После ТО по варианту I в микроструктуре сплава наблюдается упрочняющая у'-фаза, двух видов: крупнозернистая первичная у'-фаза; мелкозернистая вторичная у'-фаза.

Крупнозернистая первичная у'-фаза имеет разнообразные хаотичные формы, варьирующиеся от кубических до сферических, с размерами в диапазоне 2-3 мкм, потерявшей когерентную связь упрочняющих частиц с у-матрицей (твердым раствором).

Мелкозернистая вторичная у'-фаза во всех сечениях имеет сферическую форму размером 0,07-0,14 мкм.

Введение высокотемпературной гомогенизации с указанными в таблице 25 режимами, как свидетельствуют металлографические исследования (таблица 27), после реализации варианта II ТО позволили максимально приблизиться к оптимальному состоянию структуры сплава как по размеру, так и по морфологии упрочняющей у'-фазы.

Применение ГИП позволило снизить до минимума пористость отливок (рисунок 36) с 2.83% до 0,0375% в средних значениях.

В конечном итоге совокупное влияние параметрами управления режимами технологических процессов, составляющих ТС производства крупногабаритных РЛ ГПУ привело к повышению пределу прочности на 16%, предел текучести на 12%, длительной прочности, на 128%.

ГЛАВА 1 Методы управления формированием эксплуатационных свойств и структуры жаропрочных никелевых сплавов с требуемыми параметрами

1.1 Современные никелевые сплавы. Параметры структуры никелевых сплавов типа Inconel: фазовый состав, морфология структурных составляющих

Одним из основных требований, предъявляемых к применяемым материалам рабочих и направляющих лопаток газотурбинных двигателей является жаропрочность [9], поскольку рабочие температуры лопаток составляют 750-1200°С [22] в зависимости от ступени лопаток и типа двигателя, рабочие температуры крупногабаритных лопаток составляют 750-9500С. Наиболее распространенными материалами для изготовления лопаток ГТД являются никелевые сплавы с содержанием никеля >50% [11, 40]. Эти сплавы применяются как для рабочих лопаток, так и для лопаток направляющего аппарата, реже - для изготовления дисков турбины. Жаропрочные сплавы на основе кобальта используются реже. Никелевые жаропрочные сплавы содержат, помимо никеля, такие элементы, как хром, кобальт, титан, алюминий, молибден, вольфрам, ниобий, бор и т.д., упрочнение в этих сплавах достигается за счет образования интерметаллидных фаз при повышенных температурах [33]. Такие жаропрочные сплавы относят к сложнолегиро-ваннным сплавам [34, 89]. За счет сложного легирования достигаются наиболее высокие жаропрочные свойства, даже в сравнении с кобальтовыми сплавами [45]. Длительная прочность сплавов на кобальтовой основе ниже, чем у сплавов на никелевой основе. Например, 100-часовая длительная прочность сплавов на кобальтовой основе при температуре 985°С составляет 120-160 МПа, тогда как для никелевых сплавов этот показатель находится в диапазоне 180-210 МПа. Поэтому никелевые сплавы находят более широкое применение. Химический состав никелевых и кобальтовых сплавов, используемых для литья лопаток газотурбинных установок, представлен в таблице Таблица 1.

Таблица 1 - Химический состав никелевых и кобальтовых сплавов, применяемых при изготовлении лопаток газотурбинных установок [11]

Сплав о- Со Мо W А1 ТС Та № Re Fe Ш С в гг №

X45 25 основа - 8 - - - - - 1 - 0.25 0.01 - 10

EGY-768 23.5 основа - 7.0 0.15 0.2 3.5 - - 1.0 - 0.60 0.01 0.05 10

FSX414 28 основа - 7 - - - - - 1 - 0.25 0.01 - 10

MGA1400 14 10 1.5 4.3 4 2.7 4.7 - - - - - - - основа

DSMGA1400 14 10 1.5 4 4 3 5 - - - - 0.08 - 0.03 основа

MGA2400 19 19 - 6 1.9 3.7 1.4 1 - - - - - - основа

Udimet500 18.0 18.5 4.0 - 2.9 2.9 - - - - - 0.08 0.006 0.05 основа

Ш^520 19.0 12.0 6.0 1.0 2.0 3.0 - - - - - 0.05 0.005 - основа

IN738 16.0 8.5 1.7 2.6 3.4 3.4 1.7 - - - - 0.17 0.01 0.1 основа

IN738LC 16.0 8.5 1.75 2.6 3.4 3.4 1.75 0.9 - - - 0.11 0.01 0.04 основа

IN792 12.4 9.2 1.9 3.9 3.5 3.9 4.2 - - - - 0.07 0.016 0.018 основа

IN939 22.4 19.0 - 2.0 1.9 3.7 - 1.0 - - - 0.15 0.009 0.10 основа

Mar-M247 8.0 10.0 0.6 10.0 5.5 1.0 3.0 - - - 1.5 0.15 0.015 0.03 основа

CM247LC 8.0 9.3 0.5 9.5 5.6 0.7 3.2 - - - 1.4 0.07 0.015 0.010 основа

PWA1483 12.2 9.2 1.9 3.8 3.6 4.2 5.0 - - - - 0.07 - - основа

Rene80 14.0 9.0 4.0 4.0 3.0 4.7 - - - - 0.8 0.16 0.015 0.01 основа

Rene N4 9.0 8.0 2.0 6.0 3.7 4.2 4.0 0.5 - - - - - - основа

Rene N5 7.0 8.0 2.0 5.0 6.2 - 7.0 - 3.0 - 0.2 - - - основа

GTD-111 14.0 9.5 1.5 3.8 3.0 5.0 3.15 0.07 - - - 0.10 0.014 0.007 основа

DSGTD111 14 9.5 1.5 3.8 3 4.9 2.8 - - - - 0.1 0.01 - основа

Сплав Cr Co Mo W Al Ti Ta Nb Re Fe Hf C B Zr Ni

GTD-222 22.5 19.1 - 2.0 1.2 2.3 0.94 0.8 - - - 0.08 0.004 0.02 основа

DSGTD-444 9.7 8 1.5 6 4.2 3.5 4.7 0.5 - - 0.15 - - - основа

В зависимости от типа лопатки (рабочие или сопловые), ее размеров, рабочих температур, условий эксплуатации выбирается марка сплава [28]. Наиболее распространенными отечественными сплавами являются сплавы марки ЖС, менее распространены сплавы ЦНК и ЧС. Наиболее распространенными иностранными сплавами являются сплавы типа Inconel, активно применяемые фирмой Siemens, General Electric, Pratt & Whitney, менее распространенными являются сплавы серии GTD и FSX. Из серии сплавов Inconel широко применяемыми марками являются IN792, IN738, IN939 [95], при этом сплавы IN738, IN792 [94, 97] применяются в основном для производства рабочих лопаток, а IN939 [96] для литья направляющих лопаток. Также эти сплавы применяются и при производстве крупногабаритных лопаток. Механические свойства некоторых жаропрочных сплавов представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Механические свойства жаропрочных сплавов

св, Мпа предел прочности с0.2 , Мпа условный предел текучести 5, %

21°С 538°С 1093°С 21°С 538°С 1093°С 21°С 538°С 980°С

Inconel 713C 850 860 740 705 8 10

Inconel 713LC 895 895 750 760 15 11

Inconel 718 1090 915 11

Inconel -738 1095 950 800

Inconel 792 1170 1060 4

MAR-M200 930 945 325 840 880 7 5

MAR-M247 965 1035 815 825 7

MAR-M432 1240 1105 1070 910 6

Udiment 500 930 895 815 725 13 13

GMR-235 710 640 3 18

св, Мпа предел прочности с0.2 , Мпа условный предел текучести 5, %

21°С 538°С 1093°С 21°С 538°С 1093°С 21°С 538°С 980°С

1псопе1 939 1050 915 (760°С) 325 (980°) 800 635 (760°С) 205 (980°) 5 7(760°С) 25

ЭИ893 600 450 13

ЦНК-7 730 630 5

ЗМИ-ЗУ 800 700 3

СН-35 800 790 5

ЧС-104 630 600 18

ЖС6К 900 800 2.5

ЧС-88У 1110 900 6

В никелевых сплавах помимо никеля (основа) входит в состав еще 12-18 химических элементов.

Влияние основных химических элементов никелевых сплавов представлено

ниже:

- одним из основных элементов является хром, основной функцией которого является повышение жаропрочности и жаростойкости, также добавление хрома в количестве 20±2% повышает циклическую прочность;

- в меньшем количестве добавляют кобальт, основной целью является повысить пластичность;

- во всех никелевых сплавах присутствует углерод в количестве 0,03-0,15% при малых содержаниях углерода уменьшается длительная прочность, при большем содержании снижается пластичность;

- в монокристаллических сплавах содержится рений, который в большей степени определяет свойства такого сплава;

- в сплавы на никелевой основе добавляют молибден для повышения термической стойкости.

Химические соединения, образовавшиеся в никелевых сплавах (бориды), располагаются между зернами макроструктуры, что в свою очередь способствует

упрочнению пространства между зернами, что приводит к предотвращению развития трещин, которые начинают зарождаться между зернами [25].

Помимо химического состава в никелевых сплавах немаловажное значение имеет его структура, которая в большей степени определяет служебные свойства. Получение регламентированной структуры сплава является основным условием для обеспечения служебных свойств и эксплуатационных характеристик изготавливаемой детали и ее ресурса.

Микроструктура никелевых сплавов характеризуется в большей степени у'-фазой, представляющее из себя соединение М3Л1, которая оказывает наибольшее влияние упрочнение и уменьшает пластическую деформацию при повышенных температурах, что в свою очередь влияет на служебные свойства никелевых сплавов [13, 43]. у'-фаза в сформировавшемся состоянии представляет из себя кубическую упорядоченную решетку правильной формы.

Помимо у'-фазы в жаропрочных сплавах на никелевой основе содержатся карбиды МС, М6С, М23СМ6.

Во время наработки изделий из никелевых сплавов могут образовываться топологически плотноупакованные (ТПУ) фазы, служащие зародышами усталостных трещин. Реже ТПУ фазы образовываются во время процессов литья. ТПУ фазы выделяются в форме пластин из у-фазы твердого раствора при его перелегировании Сг, Мо, W, Re.

1.2 Связь параметров макроструктуры и микроструктуры никелевых сплавов со служебными свойствами, обеспечивающими эксплуатационную надежность и ресурс лопаток ГТУ большой мощности

Одним из путей достижения наилучших служебных свойств никелевых сплавов является достижение регламентированной структуры [42]. Структура никелевых сплавов включает в себя макроструктуру и микроструктуру.

Макроструктура в жаропрочных никелевых сплавах на никелевой основе в первую очередь характеризуется размером макрозерен, образованием границ зерен, их однородностью [46]. Макроструктура подразделяется на равноосную,

структуру с направленной кристаллизацией, монокристаллическую структуру, состоящую из одного зерна, они представлены на рисунке 1 . Между жаропрочными свойствами и параметрами микроструктуры сплава (размер зерна) имеется тесная связь: чем крупнее зерно, тем выше жаропрочность. Максимальные значения достигаются при монокристаллическом строении.

В то же время высокая циклическая прочность обеспечивается, как правило, сплавами с мелкозернистой структурой. Такие противоречивые требования к макроструктуре материала лопаток ГТУ обуславливают необходимость назначения такой технологической системы обработки, в процессе реализации которой формировалась бы регламентированная, требуемым эксплуатационным ресурсом, микро- и макроструктура.

а) 6} в)

Рисунок 1 — Структура лопаток ГТД: А) равноосная структура;

Б) направленная столбчатая структура; В) монокристаллическая структура

В частности, для крупногабаритных лопаток, изготавливаемых из сплава ГЫ-792-5А для различных зон лопатки, регламентируется размер зерна (выходная кромка, профиль, галтель 4 мм, хвостовик - 10 мм).

Управление процессами образования макроструктуры в жаропрочных никелевых сплавах позволяет с помощью различных технологических приемов обеспечивать наилучшее сочетание служебных свойств в лопатках. В лопатках с регламентированной равноосной структурой зерна должны быть одинакового размера (однородные) и малыми по величине [9]. Повышенные требования к размерам зерен и их однородности обусловлены сложной ролью межзеренных границ в развитии диффузии и дислокационных процессов, приводящих к зарождению усталостных трещин между зернами. Поскольку дальнейший рост трещины про-

должается также между границами зерен, поэтому макроструктура с однородными мелкими зернами будет замедлять рост трещин в отличие от крупнозернистой структуры. При наличии мелкозернистой структуры наблюдается увеличение предела текучести, что приводит к большему сопротивлению распространению трещин. Это физико-механические свойства, такие как предел выносливости, предел текучести и пластичность, что подтверждается экспериментами. На пластичность оказывают основное влияние хрупкие фазы в виде карбидов, боридов, нитридов, оксидов, при уменьшении размера зерна уменьшается размер хрупких фаз [2]. При испытаниях на ползучесть разрушение идет по границам. При этом наилучшие физико-механические свойства достигаются при монокристаллическом строении, поскольку, как было сказано выше, разрушения при испытаниях происходят между зернами. Лопатки с монокристаллической структурой способны работать при более высоких температурах. Такая структура лопаток наиболее характерна для лопаток авиационных двигателей первой и второй ступени, поскольку рабочие температуры таких лопаток доходят до 1250±150С.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Пиксаев Василий Михайлович, 2025 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Магеррамова, Л.А. Применение аддитивных технологий для изготовления деталей перспективных двигателей [Текст] / Л. А. Магеррамова, Ю.А. Ножницкий, Б.Е. Васильев, В.С. Кинзбурский //Технология легких сплавов. — 2015. — № 4.

2 Каблов, Е.Н. Литые лопатки газотурбинных двигателей [Текст]/Е.Н. Каблов. — М.: Наука, 2006. — 632 с.

3 Светлов, И.Л. Влияние горячего изостатического прессования на механические свойства литейных никелевых сплавов [Текст]/И.Л. Светлов, К.К. Хвацкий, М.А. Горбовец, М.С. Беляев//Авиационные материалы и технологии. — 2015. — № 3.

4 Jinxia Yang. Effects of heat treatments on the microstructure of IN792 alloy/ Jinxia Yang, Qi Zheng, Hongyu Zhang, Xiaofeng Sun, Hengrong Guan, Zhuangqi Hu//Materials Science and Engineering A 527 (2010) 1016-1021.

5 Тихомиров, М.Д., Комаров, И. А. Основы моделирования литейных процессов. Что лучше - метод конечных элементов или метод конечных разностей / М.Д. Тихомиров, И.А. Комаров // М.: Литейное производство, 2002. — № 5. — С.22-28.

6 Добрышкина, Е. М., Вдовин, Р. А., Смелов В. Г. Компьютерное моделирование технологического процесса литья лопаток ГТД в САЕ-системе PRO Cast/Е. М. Добрышкина, Р. А. Вдовин, В. Г. Смелов//Королевские чтения Т.2.: Самар. гос. аэрокос. ун-т. — Самара: РИК СГАУ, 2015. — В 2 т. Т.1. — 573 с. — ISBN 978-5-7883-1182-1.

7 Литье по выплавляемым моделям/В.Н. Иванов, С.А. Казеннов, Б.С. Кур-чман и др.; под общ. ред. Я.И. Шкленника, В.А. Озерова. — 3-е изд., пе-рераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1984. — 408 с.

8 Теория термической обработки металлов/И.И. Новиков. — М.: Металлургия, 2023. — 480 с.

9 Материаловедение: учеб. для студентов вузов/В. С. Кушнер, А. С. Вере-щака, А. Г. Схиртлаздзе, Д. А. Негров, О. Ю. Бургонова; под ред. В.С. Кушнера. — Омск: Изд-во ОмГТУ, 2008. — 232 с.

10 Каблов, Е. Н. Производство турбинных лопаток ГТД методом направленной кристализации//Газотурбинные технологии. — 2000. — № 3.

11 Настека, В. В. Повышение эксплуатационных свойств литых лопаток из жаропрочных никелевых сплавов за счет наноструктурирования поверхности: дисс. на соис. уч. ст. канд. техн. наук: 05.16.08/Вадим Викторович Настека. — Уфа, 2019. — 118 с.

12 Каблов Е. Н., Петрушин Н. В. Василенок, Л. Б. Морозова, Г. И. Рений в жаропрочных никелевых сплавах для лопаток газовых тур-бин//Материаловедение. — 2000. — № 2. — 15 с.

13 Морозова Г.И. Феномен у'-фазы в жаропрочных никелевых спла-вах//Доклады академии наук. — 1992. — №6. — 11с.

14 Geddes B., Leon. H. Superalloys. Alloying and Performance. — USA: ASM International, 2010. — 184 p.

15 Obrltik K. Isothermal fatigue behavior of cast superalloy Inconel 792-5A at 23 and 900 °C/K. Obrltik, M. Petrenec, J. Polak//Journal of Materials Science. — 2009. — Vol.44. — P.3305-3314.

16 Peng, J.Q. Review of Blade Materials for IGT/J.Q. Peng, H.T. Zhang//Procedia Engineenig. — Vol.130. — 2015. — P.668-675.

17 Борисов Е.В. Формирование заданной структуры турбинной лопатки из жаропрочного никелевого сплава методом селективного лазерного плавления: дисс. на соис. уч. ст. канд. техн. наук: 05.16.01/Евгений Владиславович Борисов. — Санкт-Петербург, 2018. — 152 с.

18 Патент RU 2679157 Способ изготовления штампованных поковок турбинных лопаток из жаропрочных сплавов на основе никеля/Ю.Ю. Николаева, А.В. Оськин, В.А. Кропотов. — 06.02.2019. — Бюл. № 4.

19 Логунов, А. В. Жаропрочные никелевые сплавы для лопаток и дисков газовых турбин/А. В. Логунов. — Рыбинск: Издательский дом «Газотурбинные технологии», 2017. — 854 с.

20 Кандаров И. В, Пиксаев В. М., Кашапов Ф. Ф., Аликин П. В. Моделирование литейных процессов заливки и затвердевания расплавом литейной формы и затвердевания крупногабаритных лопаток газотурбинных дви-гателей//Литейщик России. — 2021. — № 8. — С. 37-42.

21 Щетинин, А.В. Моделирование литейных процессов на основе средств обеспечения вычислительных экспериментов: дис. канд. техн. наук: 05.13.18/Щетинин Алексей Викторович. — Воронеж, 2006. — 141 с.

22 Павлинич, С. П. Совершенствование технологических процессов литья и ремонта лопаток газотурбинных двигателей с заданной структурой и свойствами в условиях серийного производства: дис. канд. техн. наук: 05.16.04/Павлинич Сергей Петрович. — Екатеринбург, 1999. — 90 с.

23 Монастырский, В. П. Развитие методов моделирования процессов затвердевания отливок с направленной и равноосной структурой: дис. доктора техн. наук: 05.16.04/Монастырский Валерий Петрович. — Москва, 2014. — 300 с.

24 Акутин, А. А. Разработка метода проектирования литниковых систем для отливок типа «лопатка» на основе изучения процесса заполнения: дис. канд. техн. наук: 05.16.04/Акутин Алексей Анатольевич. — Рыбинск, 2001. — 226 с.

25 Арисова, Е. Ю. Закономерности распределения бора в тонкой структуре высокотемпературных никелевых сплавов системы у - ул-карбиды. Ядерные физические методы исследования структуры и свойств твердых тел/Е.Ю. Арисова, С. С. Гинзбург, А. В. Иванов. — Энергоатомиздат, 1989. — С. 99-103.

26 Денисова, Е. Ю. Технологическое обеспечение точности механической обработки тонкостенных деталей авиационных двигателей: дис. канд.

техн. наук: 05.02.08/ Денисова Екатерина Юлоновна. — Омск, 2012. — 125 с.

27 Вершинина, Е. Аддитивные технологии: перспективы 3D печати в про-мышленности/Е. Вершишина//Управление производством. — 2014. — С. 7.

28 Голанов, В.П. Управление качеством изготовления лопаток турбины ГТД литьем с направленной кристаллизацией: дис. канд. техн. наук: 05.02.23/ Голанов Вячеслав Петрович. — Самара, 2005. — 156 с.

29 Заббаров, Р. Материалы и современные технологические процессы изготовления отливок и заготовок аэрокосмического назначения/ Р. Заббаров, С. П. Голанов. — Самара: Издательство СГАУ, 2000. — 147 с.

30 Кожина, С.М. Повышение эффективности обработки маложестких поверхностей проточной части лопаток и моноколес гтд концевыми фрезами: дис. канд. техн. наук: 05.02.07/ Кожина Светлана Михайловна. — Рыбинск, 2019. — 175 с.

31 Каблов, Е. Н. Литые монокристальные турбинные лопатки/А. Г. Брату-хин, Р. Е. Шалин, Е. Н. Каблов //Литейное производство. — 1993. — № 6. — С. 13.

32 Казмирчук, К. Аддитивные технологии в российской промышленности/ К. Казмирчук, В. М. Довбыш //Научный Центр Аддитивных Технологий ФГУП «НАМИ». — 2015. — С. 5.

33 Зайцев, Н.А. Проектирование многокомпонентных жаростойких покрытий монокристаллических лопаток ГТД на основе оценки их структурной и фазовой стабильности: дис. канд. техн. наук: 05.16.01/ Зайцев Николай Агафангелович. — Рыбинск, 2012. — 187 с.

34 Елютин, Е.С. Разработка жаропрочных никелевых сплавов V и VI поколений с повышенной длительной прочностью для монокристаллических лопаток перспективных авиационных ГТД: дис. канд. техн. наук: Елютин Евгений Сергеевич — Москва, 2023. — 200 с.

35 Ганеев, А.А. Повышение жаропрочности литейных никелевых сплавов с использованием методов активного и пассивного экспериментов: дис. д-ра. техн. наук: 05.16.04/Ганеев Альмир Амирович. — Екатеринбург, 2000. — 455 с.

36 Губанов О. М. Повышение жаропрочности литых сложнолегированных сплавов на никелевой основе за счет влияния перераспределения легирующих элементов между у-твердым раствором и упрочняющей интер-металлидной у'-фазой/Губанов О. М., Гадалов В. Н., Скрипкина Ю. В., Макарова И. А.// Главный механик. - 2020 - №12 - С. 583-592.

37 Тарасевич, Н.И. Сравнительный анализ систем компьютерного моделирования металлургических и литейных процессов/Н.И. Тарасевич, И.В. Корниец, И.Н. Тарасевич//Металл и литье Украины. — 2010. — № 5. — С. 20-25.

38 Шалаев, А.А. Основы физического материаловедения / Шалаев А.А. — ФГБОУ «Иркутский государственный университет» , 2014. — 190 с.

39 Шкленник, Я.И. Литье по выплавляемым моделям / Я. И. Шкленник, В.А. Озеров. — М.: Машиностроение, 1984. — 408 с.

40 Хрящев И.И. Разработка экономнолегированного никелевого жаропрочного сплава для монокристаллического литья рабочих лопаток ГТД: дис. к-та. техн. наук: 05.16.01/ Хрящев Илья Игоревич. — Рыбинск, 2017. — 155 с.

41 Толорайя, В. Н. Исследование влияния ГИП на микропористость в монокристаллических отливках безуглеродистых жаропрочных сплавов / Толорайя В. Н., Филонова Е. В., Чубарова Е. Н., Комарова Т. И., Ост-роухова Г. А.// Авиационные материалы и технологии. — 2011. — № 1. — С. 22-29.

42 Васильчук, М.В. Исследование влияния технологических факторов и химического состава на микроструктуру и свойства жаропрочных никелевых сплавов при направленной кристаллизации: дис. к-та. техн. наук: 05.16.01/ Васильчук, Максим Владимирович — Рыбинск, 2009. — 196 с.

43 Еремин, Е.Н. Изменения упрочняющей у'-фазы в жаропрочном сплаве при его модифицировании / Еремин Е.Н., Филиппов Ю.О., Еремин А.Е., Миннеханов Г.Н. / Технологии материалов. — 2014. — № 1. — С. 58-62.

44 Михайлов, А.Л. Повышение надежности ГТД на основе компьютерных технологий проектирования и вибродиагностики повреждений лопаток методом эквивалентных масс: дис. к-та. техн. наук: 05.07.05/ Михайлов, Александр Леонидович. — Рыбинск, 2001. — 178 с.

45 Патон, Б. Е. Жаропрочность литейных никелевых сплавов и защита их от окисления [Текст]/Б.Е. Патон, С.Т. Кишкин, Г.Б. Строганов. — Киев: Наукова думка, 1987. — 256 с.

46 Мухтаров, Ш.Х. Влияние мелкозернистой структуры на усталостные свойства жаропрочного никель-железного сплава Inconel 718 Мухтаров, Шамиль Хамзаевич // Физика. - 2015. Т. 58, № 6. - С. 110-115с.

47 Коцаньда, С. Усталостное растрескивание металлов [Текст]/С. Коцаньда. — М.: Металлургия, 1990. — 622 с.

48 Орлов, М. Р. Кинетика устранения пор в турбинных лопатках из жаропрочных никелевых сплавов методом горячего изостатического прессования [Текст]/М.Р. Орлов// Сборник лекций Всероссийской научной школы для молодежи. — ФГУП «ВИАМ», 2010. — 55-60 с.

49 Гарибов, Г. С. Проблемы развития высокотемпературной газостатической обработки в России [Текст]/Г. С. Гарибов //Технология легких сплавов. — 2005. — 59-70 с.

50 Летников М.Н. Закономерности формирования у'- фазы в процессе термической обработки и ее влияние на механические свойства высоколегированных жаропрочных дисковых сплавов на никелевой основе: дис. к-та. техн. наук: 05.16.09/ Летников М.Н. — Москва, 2020. — 114 с.

51 ГОСТ 10145-81 Металлы. Метод испытания на длительную прочность [Текс] — М.: ИПК Издательство стандартов, 1982. — 10 с.

52 ГОСТ 7512-82 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод [Текст] — М.: ИПК Издательство стандартов, 1984. — 18 с.

53 ГОСТ 9391-80 Сплавы твердые спеченные. Методы определения пористости и микроструктуры [Текст] — М.: ИПК Издательство стандартов, 1983. — 28 с.

54 ГОСТ 5639-82 Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна [Текст] — М.: ИПК Издательство стандартов, 1983. — 23 с.

55 DIN EN 12681-2003 Литейное производство. Радиографический контроль. — 2003. — 20 с.

56 ГОСТ Р 56542- 2019 Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов[Текст] — М.: Москва Стандартинформ 2019. — 9 с.

57 Тарасевич, Н. И., Корниец И. В., Тарасевич И. Н., Дудченко А. В. Сравнительный анализ систем компьютерного моделирования металлургических и литейных процессов//Киев: Металл и литье Украины. — 2010. — № 5. — С. 20-25.

58 Девятов, С. В. ProCAST виртуальное моделирование литейных технологий. — М.: CADmaster. — 2006. — № 5. — С. 36-43.

59 Официальный сайт разработчика НПО МКМ LVMFlow. Обзор литейных программ [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http: //lvmflow.ru/liteinie-pro grammi/obzor-liteynyih-pro gramm/wincast/.

60 Дубровская А. С. Численное моделирование процесса изготовления отливок деталей газотурбинных двигателей методом точного литья: дис. канд. техн. наук: 05.13.18/Александра Сергеевна Дубровская. — Пермь, 2015. — 149 с.

61 Официальный сайт CSoft [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.csoft.ru/catalog/soft/lvmflow/lvmflow-291 .html.

62 Добрышкина Е. М., Вдовин Р. А., Смелов В. Г. Компьютерное моделирование технологического процесса литья лопаток ГТД в САЕ-системе PRO Cast/Е. М. Добрышкина, Р. А. Вдовин, В. Г. Смелов//Королевские

чтения Т.2.: Самар. гос. аэрокос. ун-т. — Самара: РИК СГАУ, 2015. — В 2 т. Т.1. - 573 с. — ISBN 978-5-7883-1182-1.

63 Материаловедение: учеб. для студентов вузов/В. С. Кушнер, А. С. Вере-щака, А. Г. Схиртлаздзе, Д. А. Негров, О. Ю. Бургонова.; под ред. В. С. Кушнера. — Омск: Изд-во ОмГТУ, 2008. — 232 с.

64 Материаловедение. Технология конструкционных материалов. Кристаллизация расплавов. Механические и физические свойства, диаграммы состояния: учеб. пособие/Ю.Г. Сергеев [и др.] — СПб.: Изд-во Поли-техн. ун-та, 2011. — 99 с.

65 Патент РФ №2 689 307 Способ изготовления лопатки ротора/Ота Атсуо (JP), Имано Синья (JP).

66 Патент SU № 326998 A1 Способ изготовления турбинных и компрессорных лопаток/М.Л. Вахтер, Н.П. Виноградов, Г.А. Любчиц, И.П. Петров, В.С. Писаренко, М.А. Северов, И.И. Синицин, Э.Г. Шастин, П.А. Шоболов.

67 Патент RU №2 750 316 C1 Способ и система для аддитивного производства и восстановления с использованием изготовления и подачи IN SITU спеченной проволоки/Б. Бурбаум (DE), К. Озбайсал (US), А. Камел (US).

68 Лысенко Н. А., Ключихин В.В., Наумик В.В. Структура и свойства пустотелых отливок лопаток турбины из никелевых сплавов после горячего изостатического прессования//Технология производства летательных аппаратов. — Запорожье. — 19 с.

69 Лысенко Н.А., Клочихин В.В., Тёмкин Д.А. Влияние модифицирования карбонитридом титана на структуру и свойства жаропрочного сплава ЖС3ДК-ВИ с пониженным содержанием углерода//Вестник двигателе-строения. — 2013. — № 1. — 109-115 с.

70 Патент RU 2 309 191 C1 Способ обработки литых деталей из жаропрочных никелевых сплавов/Маринин Святослав Федорович, Тихонов Альберт Андреевич, Логунов Александр Вячеславович, Крылов Владимир Николаевич, Виноградов Александр Иванович.

71 АО «Силовые машины» [Электронный ресурс]. — URL: http: //https: //power-m. ru/.

72 Диагност [Электронный ресурс]. — URL: https://diagnost.ru/himanalizatory/statsionarnye-optiko-emissionnye-spektrometry/bruker-q4-tasman/.

73 Техническое руководство по детектору x-act компании Oxford Instruments [Электронный ресурс]. — URL: https://manualzz.com/doc/7500675/x-act-technical-manual/.

74 Техническое руководство к растровому электронному микроскопау JEOL JSM-6490LV [Электронный ресурс]. — URL: https://www.ktopoverit.m/prof/opisanie/5231612.pdf?ysclid=m2fxmja0t0654 978617

75 ВИАМ [Электронный ресурс]. — URL: https://viam.ru/review/3800.

76 Руководство пользователя микроскопа [Электронный ресурс]. — URL: https://product.tdk.com/system/files/dam/doc/product/power/switching-power/ac-dc-converter/instruction manual/ca600 apl e.pdf.

77 ГОСТ Р 52370-2005 Порошки из природных алмазов. Технические условия [Текст] — М.: Стандартинформ. - 2005 — 23 с.

78 ГОСТР 54331 - 2011 Жидкости для применения в электротехнике. Неиспользованные нефтяные изоляционные масла для трансформаторов и выключателей [Текст] — М.: Стандартинформ 2011 — 18 с.

79 Руководство пользователя [Электронный ресурс]. — URL: https://altami.ru/assets/files/brochures/Altami Met.pdf.

80 Руководство пользователя [Электронный ресурс]. — URL: https: //www.seas .upenn.edu/~belab/equipment/equipment links/Instron 5544

Series.pdf.

81 Технические характеристики [Электронный ресурс]. — URL: https://dm.energy/gazovye-turbiny/siemens/sgt5-2000e-v94-2.

82 Технические характеристики [Электронный ресурс]. — URL: https://power-m.ru/customers/thermal-power/gas-turbines/.

83 Паспорт на сплав Inconel 792-5A. — China Jiangsu Longda. — 2020 г.

84 Патент RU № 2 774 510C1 Способ изготовления крупногабаритной восковой модели рабочей лопатки турбины энергоустановки/Пиксаев Василий Михайлович (RU), Ахметханов Ильнур Ильгизович (RU), Кашапов Фидаиль Флюрович (RU).

85 Кандаров И. В., Панкратов Д. Л., Пиксаев В. М., Кашапов Ф. Ф., Ишму-ратов Ф.А. Получение мелкозернистой структуры крупногабаритных лопаток из жаропрочного никелевого сплава In792-//Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. — 2022. — № 3. — С.64.

86 Пиксаев, В.М. Получение мелкозернистой структуры крупногабаритных лопаток из жаропрочного никелевого сплава In792-//Литейное производство. — 2023. — № 1. — С. 11-13.

87 Руководство пользователя плавильно-заливочной установки ALD-150. — 232 с.

88 Петрушин, Н. В. Зависимость температур фазовых превращений и структуры жаропрочных никелевых сплавов от температуры нагрева расплавов / Н. В. Петрушин, Е. Р. Черкасова //Материаловедение и термическая обработка металлов. —1993. — № 1.

89 Логунов, А. В. Жаропрочные никелевые сплавы для лопаток и дисков газовых турбин / А. В. Логунов — Рыбинск: Издательский дом «Газотурбинные технологии», 2017. — 854 с.

90 Жеманюк П. Д., Клочихин В. В., Лысенко Н. А., Наумик В. В. Влияние горячего изостатического прессования и термообработки на структуру и свойства отливок из жаропрочного никелевого сплава//Вестник двигате-лестроения. — 2013.

91 Алюминат кобальта (технические характеристики) [Электронный ресурс]. — URL: https://catalog.viam.ru/catalog/ak 2/modifikator-alyuminat-kobalta-marki-ak-2/.

92 Руководство пользователя Altami Studio v.4.0 [Электронный ресурс]. — URL:

http://download.altamisoft.ru/resources/documentation/as/altami studio 4 0 manual ru.pdf.

93 Дмитриева М. О. Исследование микроструктуры и механических свойств жаропрочного сплава inconel 738, синтезированного методом селективного лазерного сплавления//Конференция «Уральская школа молодых металловедов». — 2020.

94 Zdenek Jonsta, Petr Jonsta, Karel Mazanec. Microstructural material analysis of superalloy inconel 792-5a after high temperature exposition/Communications - Scientific letters of the University of Zilina 11(1):34-3811(1):34-38. — March 2009.

95 LI, Y.L., YUAN, C., GUO, J.T., HOU, J. S.: In: Mater. for Advanced Power Eng., Vol. 53, Part I, Liege, 2006. — P. 339-401.

96 Kanagarajah P., Niendorf T., Maier H. J., Brenne F. Inconel 939 processed by Selective Laser Melting: Effect of microstructure and temperature on the mechanical properties under static and cyclic loading//Science and Engineering. — December 2013 Materials.

97 Suharno, Arif Sugianto, Regnauld Ethan Buntario, Djarot Widagdo, Yuyun Estriyanto, Budi Harjanto. Advantage of SWET Technique on Joining Inconel 792 Material//Global Journal of Researches in Engineering Mechanical and Mechanics Engineering. — 2012.

98 Статья из издательства РБК [Электронный ресурс]. — URL: https://www.rbc.ru/business/01/08/2022/62e7793f9a7947a9cdbbab12/.

99 Статья из издательства neftegaz.ru [Электронный ресурс]. — URL: https://neftegaz.ru/news/Oborudovanie/766842-odk-izgotovila-pervuyu-seriynuyu-turbinu-bolshoy-moshchnosti-gtd-110m-dlya-tes-udarnaya/.

100 Статья из издательства neftegaz.ru [Электронный ресурс]. — URL: https://neftegaz.ru/news/0borudovanie/809241-silovye-mashiny-izgotovili-pervuyu-kommercheskuyu-gazovuyu-turbinu-bolshoy-moshchnosti-gte-170-/.

101 Избранные труды по металлургии и металловедению/Д. К. Чернов. — Рипол Классик, 1983. — 445 с.

102 Металловедение: Химия и физика металлов и их сплавов/Густав Там-ман; пер. и ред. доц. А. С. Займовского, доц. Б. Г. Лившиц, доц. Я. С. Уманского и инж. В. В. Усова с 4 доп. нем. изд. — Москва; Ленинград: Глав. ред. лит-ры по черной металлургии (Л.: тип. им. Бухарина), 1935. — 437с.

103 Управление синергетическими эффектами - основной драйвер развития предприятия в современных условиях//Перспективные инженерные исследования. — 12/2014. — 30 с.

104 Кандаров И. В., Панкратов Д. Л., Пиксаев В. М., Кашапов Ф. Ф., Ишму-ратов Ф. А. Получение мелкозернистой структуры крупногабаритных лопаток из жаропрочного никелевого сплава Ш792//Вестник ПНИПУ. Машиностроение. Материаловедение. — 2022. — Т. 24, № 23. — С. 6470. — DOI: 10.15593/2224-9877/2022.3.08.

105 Пиксаев, В. М. Получение мелкозернистой структуры крупногабаритных лопаток из жаропрочного никелевого сплава т792/ маштех 2022. инновационные технологии, оборудование и материальные заготовки в машиностроении. — Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет). — Москва.

106 Кандаров И. В., Пиксаев В. М., Панкратов Д. Л., Шибаков В. Г. Управление структурообразованием жаропрочных сплавов на никелевой основе при производстве крупногабаритных лопаток газотурбинных устано-вок//Цветные металлы. — 2024. — № 4. — 10.17580Ztsm.2024.04.05.

Приложение А

(справочное)

фодк

УМПО

ПУБЛИЧНОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ОДК-УФИМСКОЕ МОТОРОСТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ»

УЛ. ФЕРИНА, 2, Г. УФА, КПП 027301001

РЕСПУБЛИКА БАШКОРТОСТАН, ОГРН 1020202388359

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ, 450039 ИНН 0273008320

Т.: [phone] Ф.: [phone]

UMPO.RU [e-mail]

на №.

. №. от.

АКТ

Использования результатов Диссертационной работы Пиксаева В.М. «Формирование регламентированной структуры и эксплуатационных свойств сплава 1Ы792-5А при изготовлении крупногабаритных лопаток газотурбинных

двигателей»

Диссертационная работа Пиксаева В.М. «Формирование регламентированной структуры и эксплуатационных свойств сплава 1Ы792-5А при изготовлении крупногабаритных лопаток газотурбинных двигателей» предлагает решение для технологии изготовления литых крупногабаритных лопаток турбины из жаропрочных никелевых сплавов ГТУ большой мощности.

Данная работа имеет важное значение для решения научно-технической проблемы - освоение и локализация производства крупногабаритных лопаток отечественных газотурбинных установок большой мощности в рамках импортозамещения.

Результаты данного исследования успешно использованы при освоении производства литых крупногабаритных лопаток в количестве 44 шт. для последующей их установки на опытный образец вновь создаваемой отечественно]^^®^н^1 большой мощности.

Заместитель управляющего директора

по-производству / С — ашов

Приложение Б

(справочное)

СОГЛАСОВАНО

УТВЕРЖДАЮ

Генеральный конструктор АО «Силовые машины»

Л.А. Ивановский

2021 г.

РЕШЕНИЕ

На выпуск массовой продукции заготовок литых рабочих лопаток 4 ступени №62.403-0044.001 газовой турбины ГТЭ-170.1

№0000000002019РМ0002/ТП-59/20 от 17.03.2020г. по теме «Разработка технологии и изготовление опытных образцов заготовок рабочих лопаток 4 ступени газовой турбины ГТЭ-170.1», НПА «Технопарк АТ» разработана технология и изготовлена опытная партия литых заготовок рабочих лопаток 4 ступени №62.403-0044.001.

В результате проделанных работ:

- оформлен итоговый технологический процесс изготовления и контроля литых заготовок рабочих лопаток 4 ступени;

- изготовлена опытная партия литых заготовок рабочих лопаток 4 ступени в количестве 20 шт., проведены контрольные операции;

- по итогам изготовления опытной партии установлен коэффициент брака количества литых заготовок в размере 28%;

- определили, проводить радиографический контроль на литых заготовках в объеме не менее 10% от серийной партии;

- установили, изготовленные лопатки соответствуют геометрическим размера, в исходной конструкторской документации.

В соответствии с условиями договора НИОКТР

Примечание: АО «Силовые машины» вводят 100% входной радиографический контроль. Отливки, имеющие выявленные при входном контроле дефекты, подлежат замене НПА «Технопарк АТ».

Транспортные расходы по возврату брака и поставки компенсирующей партии возлагаются на НПА «Технопарк АТ».

Совместно НПА «Технопарк АТ» и АО «Силовые машины» установили, что технологический процесс литья лопаток, разработанный НПА «Технопарк АТ» соответствует требованиям, предъявляемых к серийному изготовлению литых лопаток (пункт №5 технических условий 62.490-0008.001 ТУ) и может применяться при массовом изготовлении продукции.

От Исполнители От Заказчика

Главный конструктор — —- ГТу

/

/

Н.И. Фокин