Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Характеристика защитных покрытий для лопаток газотурбинных двигателей 10
1.1. Анализ способов получения защитных покрытий на лопатках турбин газотурбинных двигателей 10
1.2. Составы и структуры жаростойких покрытий 15
1.3. Влияние покрытий на долговечность лопаток турбин газотурбинных двигателей 20
1.4. Выводы 25
Глава 2. Материалы и методы исследований 26
2.1. Материалы исследований 26
2.2. Методы исследований 27
2.2.1. Методика металлографического исследования 29
2.2.2. Методика рентгенографического исследования 31
2.2.3. Методика испытания покрытий на жаростойкость 32
2.2.4. Методика оценки пластичности при статических испытаниях 34
2.2.5. Методика оценки пластичности при динамическом нагрузісении Ъ1
2.2.6. Методика испытания на термостойкость покрытий 39
2.2.7. Методика испытаний механических свойств 41
2.2.8. Методика определения поверхностных остаточных напряжений 41
Глава 3. Разработка способа получения модифицированного комбинированного конденсационно-диффузионного покрытия 43
3.1. Разработка технологии получения конденсационного покрытия 43
3.2. Разработка технологии нанесения диффузионного покрытия 46
3.3. Анализ состава и структуры модифицированного комбинированного конденсационно-диффузиоиного покрытия 48
3.4. Выводы 52
Глава 4. Баротермическая обработка лопаток турбины из сплавов ЖС6У-ВИ и ЖС32-ВИ 53
4.1. Исследование влияния горячего изостатического прессования на структуру жаропрочных сплавов 53
4.2. Анализ механических свойств сплава ЖС6У-ВИ после горячего изостатического прессования 62
4.3. Отработка режимов баротермической обработки покрытий на сплавах ЖС6У-ВИ и ЖС32-ВИ 64
4.4. Исследование влияния баротермической обработки на структуру покрытий 82
4.5. Выводы 92
Глава 5. Свойства сплавов ЖС6У-ВИ и ЖС32-ВИ с покрытиями 95
5.1 Сравнительная жаростойкость покрытий на сплавах ЖС6У-ВИ и ЖС32-ВИ 95
5.2. Механические свойства сплавов ЖС6У-ВИ и ЖС32-ВИ с покрытиями
5.3. Выводы 107
Глава 6. Разработка способа защиты поверхности при алитировании газовым циркуляционньім способом 108
6.1. Выводы 118
Глава 7. Промышленная апробация технологии модифицированного комбинированного конденсационно-диффузионного покрытия на лопатках турбины двигателя АЛ-31Ф 119
7.1. Технико-экономическое обоснование внедрения разработанного конденсационно-диффузионного покрытия 122
Общие выводы 123
Список использованных источников !25
- Составы и структуры жаростойких покрытий
- Методика металлографического исследования
- Разработка технологии нанесения диффузионного покрытия
- Анализ механических свойств сплава ЖС6У-ВИ после горячего изостатического прессования
Введение к работе
Лопатки газовых турбин работают в сложных условиях воздействия циклических изменяющихся высоких температур и напряжений, вызывающих термомеханическую усталость материалов, а также коррозионно-эррозионного разрушения поверхностного слоя скоростным газовым потоком. В газовой среде нередко содержатся агрессивные компоненты, вызывающие образование на поверхности лопаток солевого осадка и резкое увеличение скорости разрушения поверхностного слоя металла. Энергетические машины обычно работают на топливе, содержащем повышенную концентрацию серы, которая приводит к постепенному накоплению на поверхности осадка соли и протеканию сульфидной коррозии. В составе используемых топлив нередко присутствуют ванадий, легкоплавкие оксиды которого вызывают катастрофическое разрушение поверхностного слоя лопаток газовых турбин.
Защита лопаток турбин от разрушающего воздействия газового потока является важнейшим условием обеспечения их высокой надежности. Механическое воздействие газового потока на лопатки турбин характеризуется значительной неоднородностью температурного поля, напряжений и деформаций, многократного приложения нагрузок. Повышенная шероховатость поверхности детали, наличие твердых и жидких частиц в газовом потоке усиливают его эрозионное воздействие. Начало обстоятельному научному анализу процессов разрушения металлов, контактирующих с газовой средой, положил выдающийся русский ученый Д.К. Чернов, который указал на особую роль тонких поверхностных слоев в образовании очагов разрушения деталей.
Большой вклад в развитие теории и практики повышения долговечности лопаток турбин авиадвигателей путем применения высокотемпературных диффузионных покрытий внесли ученые Военной Воздушной Инженерной Академии им. Н.Е. Жуковского (ВВИА им. Н.Е. Жуковского) и Московского Государственного Технического Университета им. Н.Э. Баумана (МГТУ им. Н.Э. Баумана).
Для защиты лопаток турбин от химического разрушения поверхностного слоя газовым потоком широкое применение нашли высокотемпературные покрытия.
В турбостроении на лопатках газовых турбин широко применяются две группы покрытий - диффузионные и конденсационные. Конденсационные покрытия получают способами плазменного, вакуумно-плазменного, магнетронного или электронно-лучевого напыления из слитков или брикетов, представляющих собой металлические сплавы для покрытий или керамические спеченные материалы для защиты от теплового потока., Диффузионные покрытия получают контактным или бесконтактным способами. Важнейшим преимуществом диффузионных покрытий является возможность защиты от газовой коррозии труднодоступных поверхностей охлаждаемых лопаток газовых турбин (полости, щели, каналы, отверстия перфорации).
Положительный эффект дает применение двухстадийных технологий, когда на первом этапе осаждают кобальт, хром, платину, палладий, сплавы на никелевой основе, легированные тугоплавкими (рений, вольфрам, тантал) и легкоокисляющимися элементами (иттрий, кремний, гафний, иттербий, эрбий и др.), а на втором этапе проводят диффузионное алитирование или хромоалити-рование. Такие технологии обеспечивают реализацию комплексного легирования поверхностных слоев деталей и покрытий, получение более высокой долговечности деталей, работающих в экстремальных условиях эксплуатации.
Применение защитных покрытий позволяет увеличить ресурс лопаток в 3-10 раз. Такой высокий эффект достигается при правильном выборе технологий и химического состава покрытий для конкретных условий эксплуатации газовых турбин.
Целью работы являлось повышение долговечности рабочих лопаток турбины газотурбинных двигателей путем разработки нового комбинированного конденсационно-диффузионного покрытия и применения баротермической обработки.
Задачи, решаемые в данной работе:
1. Анализ причин недостаточной долговечности лопаток газовых турбин при их эксплуатации на двигателях.
2. Анализ способов повышения долговечности лопаток газовых турбин путем применения защитных покрытий.
3. Разработка нового конденсационно-диффузионного покрытия системы (Ni-Al-Cr) путем дополнительного легирования их Та, W, Hf, Si, Y.
4. Исследование возможности повышения долговечности лопаток турбин с покрытием путем применения баротермической обработки.
5. Исследование химического и фазового состава и структуры комбинированного конденсационно-диффузионного покрытия системы (Ni-Cr-Ala-W-Hf-Si-Y).
6. Исследование защитных свойств разработанных покрытий.
7. Решение проблемы ремонтопригодности газо-циркуляционных покрытий.
Научная новизна.
1. Впервые доказана роль баротермической обработки как фактора управления структурой и свойствами алюминидного покрытия.
2. В алюминидном покрытии при баротермической обработке наблюдается уменьшение микропористости, поры размером менее 0,8 мкм залечиваются.
3. Установлено увеличение ширины линии рентгеновского рассеяния и величины упругих деформаций в фазе P-NiAl при баротермической обработке в 1,4-1,5 раза.
4. Баротермическая обработка алюминидных покрытий на основе фазы P-NiAl вызывает пластическую деформацию при температуре выше температуры хрупкости и сопровождается протеканием рекристаллизационных процессов, изменяющих столбчатую форму зерен Р-фазы и уменьшающих их размеры.
5. Установлены закономерности изменений состава, структуры и свойства конденсационно-диффузионного покрытия при воздействии- температур и внешних нагрузок.
Практическая значимость.
Разработана опытно-промышленная технология нанесения комбинированного конденсационно-диффузионного покрытия на охлаждаемые лопатки газовых турбин.
Определены режимы и последовательность операций вакуумно-плазменного напыления сплава системы Ni-Cr-Ala-W, легированного микродобавками Hf, Si и Y (сплав СДП-ТВГ), алитирования газовым циркуляционным способом, термовакуумной и баротермической обработки, и вакуумно-плазменного напыления сплава системы Al-Si-Y (сплав ВСДГТ-11), обеспечивающие формирование на внешней и внутренней поверхностях лопаток покрытий, заданных толщины, химического состава, структуры и свойств. Структурные изменения в алюминидных покрытиях при баротермической обработке улучшают трещиностойкость и термостойкость лопаток газовых турбин.
Для промышленного использования на лопатках перспективных газотурбинных двигателей с повышенными температурами и ресурсом рекомендуется следующая технологическая схема: напыление подслоя из сплава СДП-ТВГ в течение 60..100 мин і алитирование газовым циркуляционным способом по режиму: 1000 °С,3..4 ч і баротермическая обработка по режиму: 1000 °С, Зч, 50..60 МПа і напыление слоя из сплава ВСДП-11 в течение 15..20 мин
Разработана опытная промышленная технология защиты замков лопаток газовых турбин от насыщения при газовом алитировании и хромоалитирова-нии.
Автор выражает благодарность сотрудникам Федерального Государственного Унитарного Предприятия «Московский Машиностроительное Производственное Предприятие «Салют» (ФГУП «ММ11П «Салют»), в особенности: коллективу ОТОиЗП УГМет под руководством Шкретова Ю.П. за неоценимую помощь в организационной и практической стороне данной работы, коллективу ЦЗЛ за помощь в проведении металлографических исследований; коллективу кафедры «Материаловедения и технологии» ВВИА им. Н.Е. Жуковского за помощь в анализе пластических свойств покрытий. Также автор благодарит д.т.н., профессора Абраимова Н.В., к.т.н. Орлова М.Р. и к.т.н. Симонова В.Н. за ценные консультации по широкому спектру вопросов.
Составы и структуры жаростойких покрытий
Применяемые покрытия подвергаются термообработке с целью снижения концентрации алюминия, поскольку непосредственно после формирования диффузионного слоя (алитирование в ферроалюминиевом порошке, шликерное алитирование или алюмосилицирование, циркуляционное алитирование, хро-моалитирование) содержание алюминия в слое находится на уровне 22 .. 32 %, в зависимости от условий проведения процесса. Основной фазой таких покрытий является моноалюминид никеля - фаза с широкой областью гомогенности -от 23.5 до 36 % алюминия (остальное никель) при температуре 500С.
Влияние содержания алюминия и толщины покрытий на предельную деформацию до растрескивания (пластичность) покрытий п: 1 - А1= 32-33 %; 2 - А1= 27-28 %; 3 - А1= 20-22 %; 4 - А1=13-15% [1] Хорошие результаты повышения пластичности достигаются при снижении содержания алюминия до уровня 15 .. 20 %, когда в покрытии возрастает количество второй фазы - у - Ni3Al и существенно повышается вязкость покрытий [13].
При снижении содержания алюминия, неизбежно снижается сопротивляемость высокотемпературному окислению и долговечность от химического разрушения покрытий газовой средой (рис. 1.2). Для повышения срока службы покрытий с пониженным содержанием алюминия необходимо увеличение их толщины. Так, например, при снижении содержания алюминия от 24 .. 30 % (толщина слоя 40 .. 45 мкм) до 14 .. 15 % толщина слоя должна быть увеличена до 75 .. 80 мкм.
Для обеспечения заданного ресурса 1000 ч при температуре 1050 С при содержании алюминия в покрытии 18 .. 20 %, толщина покрытия должна быть не менее 0,04 мм (0,04 .. 0,06 мм). Однако, оба этих важнейших параметра покрытий уменьшают пластичность и сопротивляемость термической и механической усталости. Из-за высокой хрупкости покрытия сравнительно быстро растрескиваются, трещины проникают в тело лопаток и снижают их долговечность. Поэтому толщины покрытий должны ограничиваться по предельной величине их деформируемости, которая определяется максимальной величиной деформаций, возникающих в материале лопаток при эксплуатации ГТД. Если поверхностный слой металла работает в области упругопластических деформаций (малоцикловая усталость, к которой относят и термическую усталость металлов), то высокой долговечностью обладают покрытия, имеющие большой ресурс пластичности. При работе покрытий в области упругих деформаций, долговечность покрытий возрастает при наведении в них сжимающих остаточных напряжений. Толщина современных покрытий ограничивают по малоцикловой усталости величиной 0,04 .. 0,05 мм. Термоусталостное растрескивание реализуется на лопатке турбины высокого давления (ТВД) в зоне вертикального ребра.
Для повышения жаростойкости покрытий, содержащих алюминий на нижнем уровне допустимых значений, в покрытия вводят хром. Содержание хрома в покрытиях оптимизируется по назначению покрытия. При высоком (28 .. 45 %) содержании хрома покрытия имеют высокую долговечность при солевой коррозии, однако, высокие концентрации хрома приводят к образованию охрупчивающей о - фазы в поверхностном слое [9]. Для обеспечения высокой жаростойкости при окислении и предотвращения возможности образования охрупчивающей а - фазы содержание хрома в покрытиях обычно составляет 18 .. 20 % при 8 .. 12 % алюминия в слое или 6 .. 15 % при 15 .. 20 % алюминия в слое.
Методика металлографического исследования
Металлографические методы исследования сплавов и покрытий на них, разделяются на прямые, т.е. структурные, и косвенные, устанавливающие зависимости между структурой или фазовым составом и показателями свойств. Все физические и механические свойства зависят от фазового состава сплавов и покрытий. Под фазовым составом понимается количественное соотношение и химический состав фаз, их строение, наличие дефектов структуры, неметаллических включений, пор, трещин, размера и взаимного расположения структурных составляющих. Эти свойства называются структурно чувствительными.
К прямым методам металлографии относятся исследования микроструктуры и макроструктуры с помощью светового или электронного микроскопа при увеличении соответственно до 10 и до 10 раз. Световой микроскоп позволяет исследовать структуры плоской поверхности металла, а электронный микроскоп - как на поверхности, так и в некотором объеме образца.
При исследовании микроструктуры выявляются структурные составляющие. Исследованию подвергаются чаще протравленные, а иногда и не протравленные шлифы после их полировки. Шлиф готовят шлифовкой и полировкой выбранной поверхности образца.
Образцы шлифуют абразивными порошками (корундом, SiC, Сг2Оз, алмазной пастой). После шлифовки, полировка, а для выявления структуры, шлиф травят специальными реактивами. Состав реактива подбирается в соответствии с решаемой задачей.
Для количественной оценки соотношения структурных составляющих с помощью микроскопа используются методы, основанные на принципе Кавальєри - соотношения составляющих структуры металла на плоскости шлифа такие же, как и в объеме образца.
Микроструктурный анализ покрытий проводится на образцах, а также на наружной и внутренней поверхностях лопаток ГТД, на шлифах, изготовление которых в общем случае включает следующие операции: вырезку образцов, шлифование, полирование и травление их поверхности.
Вырезка образцов. Перо лопатки имеет сложную пространственную форму с переменным профилем поперечных сечений, повернутых относительно друг друга. Объем внутренних полостей охлаждаемых лопаток очень мал, что может приводить к истощению газовой насыщающей сред и, следовательно, к неравномерности покрытий. Это обуславливает необходимость оценки струк-туры покрытий в двух поперечных сечениях лопатки: одно располагается на высоте 10 мм от полки замка, а другое - на расстояние 15 мм от торца лопатки. Вырезанные образцы для получения плоской поверхности необходимо заточить на абразивном круге с охлаждением, не допускающим перегрева образца.
Шлифование образца Выполняется на наждачной бумаге, помещенной на плоское основание. При переходе с одной бумаги на другую, с более дисперсным абразивом, необходимо очищать образец, потирая его поверхность тампоном, и менять направление шлифовки на 90, шлифуя поверхность до исчезновения рисок от предыдущей обработки. После шлифовки образец тщательно промыть в воде.
Механическое полирование образца. Проводится на вращающемся круге, обтянутом сукном. В качестве абразива используется водная взвесь оксида хрома, периодически наносимая на сукно. Полирование проводится дополного исчезновения царапин на исследуемой поверхности. Качество подготовки поверхности контролируется на оптическом микроскопе.
Последовательность микроструктурного анализа покрытий на лопатках ГТД. 1. Отрезать два образца: первый - на расстоянии 15 мм от торца, второй - на расстоянии 10 мм от полки замка. 2. Заточить вырезанные образцы на абразивном круге. 3. Отшлифовать исследуемые поверхности. 4. Отполировать исследуемые поверхности. 5. На нетравленых шлифах при увеличении х500 оценить пористость покрытий, наличие трещин, отслаиваний. 6. Протравить поверхность шлифа в составе: 50% HF + HNO3. 7. Измерить толщину наружного и внутреннего покрытия на поперечных шлифах. На каждом шлифе выполнить по три измерения. Измерения проводить при увеличении х500. 8. Сфотографировать наружное и внутреннее покрытие на образцах при увеличении х500. 9. Оценить количество, форму, размеры и распределение структурных составляющих в покрытии.
Для оценки упругих искажений в алюминидном слое использовали метод оценки ширины рентгеновской линии [32].
Рентгенографические исследования проводили на дифрактометре ДРОН-4 в медном Кос - излучении (А,=0,154 нм) с никелевым фильтром, подавляющим (3-излучение, в диапазоне углов 29 от 20 до 130. Исследование выполняли в два этапа: первый этап - съемка «обзорной» дифрактограммы при скорости 10 град/мин с широкими щелями (2-2 мм), выбор линии, пригодной для анализа; второй этап - съемка со скоростью 0,5 град/мин выбранной линии с узкими щелями (0,5 - 0,5 мм).
Дифрактограмма содержит ряд дифракционных отражений от фазы (3-NiAl. Два главных требования, предъявляемых к анализируемым линиям при измерении напряжений, достаточно большой угол отражения и достаточная интенсивность. Этим требованиям отвечает линия (211) под углом 29 примерно 83( 1/п=0,1165нм).
Разработка технологии нанесения диффузионного покрытия
После нанесения первого слоя покрытия на установке МАП-1 проводили диффузионное алитирование газовым циркуляционным методом (ГЦА) на установках УЦЛ-1 и ДА-2. Покрытие формировали на внешней и внутренней поверхностях охлаждаемых лопаток ТВД. Процесс проводили при температуре 950 С и 1000 С. Время выдержки на режиме формирования покрытия составляло 1, 2 и 3 ч.
Содержание алюминия после алитирования при 1000 С, 3 часа составляло 29 .. 31 % с максимумом на поверхности внешней зоны. В структуре покрытия (рис.3.3) имеются две зоны диффузионного взаимодействия, а именно - на границе со сплавом и на границе первого слоя с али-тированным слоем, которые обеспечивают высокую адгезию покрытия. Внешняя зона покрытия мелкозернистая, в травителе имеет меньшую скорость травления. По совокупности толщина первого слоя с зоной его взаимодействия со сплавом примерно равна толщине алитированного слоя. После выполнения операции газового алитирования отрабатывалась термовакуумная обработка (ТВО) покрытия при температуре 1000 С. Время варьировалось от 2 до 16 часов. Результаты исследования лопаток с ТВО при температуре 1000 С представлены в табл. 7. Видно, что при термической обработке толщина покрытия возрастает незначительно. Содержание алюминия в слое наиболее интенсивно снижается за первые 4 часа отжига и достигает оптимальных значений за 8.. 12 часов диффузионного отжига. Внешняя поверхность пера лопаток имеет сплошное покрытие, равномерное по толщине. Структура покрытия представлена на рис.3.4. Распределение элементов представлено в табл. 8. Таким образом, установленный режим нанесения покрытия, включающий: нанесение сплава СДП-ТВГ в течение 60 .. 100 мин на всю поверхность пера лопатки; алитирование внешней и внутренней поверхностей при температуре 1000 С в течение 3 часов; термовакуумная обработка при 1000 С в течение 8.,12 часов обеспечивают формирование заданной толщины, структуры и химического состава покрытия на лопатках.
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 1210±10оС варьировали от 75 до 180 мин. Оптимальный состав покрытия сформирован при ТВО в течение 80 ± 5 мин: Ni-основа, Сг-7,8 %, А1-15,9 %. При более продолжительной выдержке существенно снижается содержание алюминия, вплоть до 13 %, которое соответствует фазе у -МзА1, 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 1200С представляет собой смесь (3 и у - 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 J3 и у - фаз. 1. Установлен режим нанесения покрытия, включающий: нанесение на наружную поверхность лопатки сплава СДП-ТВГ состава Ni - осн., Al - 7..9 %, Сг - 14..15 %, Та - 4..6%, W - 3..4 %, Hf- 1,5..2,0 %, Si - 0,2..0,4 %, Y - 0,6..0,9 %, в течение 60 .. 100 мин; алитирование внешней и внутренней поверхностей при температуре 1000 С в течение 3 часов и термовакуумную обработку при 1000 С в течение 8.. 12 часов, обеспечивающий формирование заданной толщины, структуры и химического состава покрытия на лопатках. 2. Для сокращения технологического цикла обработки для сплава ЖС6У-ВИ можно рекомендовать термовакуумную обработку при 1210 С в течение 75+5 мин вместо 1000 С, 8.. 12 ч. 3. Структура покрытия представляет собой смесь Р и у фаз, с оптимальным содержанием алюминия 16..21 % и хрома 5..8 %. 4. Введение в состав подслоя Сг, Та, W позволяет повысить стабильность толщины, структуры и химического состава комбинированного покрытия за счет создания диффузионного барьера. Содержание тантала (1,0 .. 12%) и вольфрама (3 .. 5%) лимитируется недопустимостью образования в покрытии охрупчивающей ц-фазы. Во избежание образования хрупкой а-фазы максимальное содержание хрома в покрытии не должно превышать 25 %. Введение Hf, Si, Y позволяет улучшить сопротивляемость газовой коррозии за счет повышения стойкости к скалыванию основной защитной пленки А12Оз при эксплуатации лопаток.
Анализ механических свойств сплава ЖС6У-ВИ после горячего изостатического прессования
Для данной работы отливались образцы из сплава ЖС6У-ВИ одной плавки. Режимы ГИП: температура- 1210±10 С; давление - 160-170 МПа; время выдержки 2,5 и 3 часа.
Механические свойства образцов, обработанных по этим режимам, приведены в табл. 10. Как видно из таблицы, после ГИП наблюдается некоторое снижение прочностных характеристик и длительной прочности при увеличении пластичности в сравнении с исходным материалом.
Лопатки ТВД из сплава ЖС6У-ВИ проходили обработку по следующей схеме : напыление сплава СДП-ТВГ100мин - ЩА - ГИП (1210С, 2.5 ч, 170 МПа) -» ТВО (1210С, 1 ч 15 мин) — окончательная мех. обработка — напыление сплава ВСДП-11 — окончательный контроль и испытания.
Можно предположить, что дефекты комбинированного покрытия (СДП-ТВГ+ГЦА) в виде внутренних пор, загрязнений и выпуклостей при высокотемпературной обработке в газостате устраняются, при этом ухудшая качество наружной поверхности покрытия.
После ТВО «сыпь» удалена пескоструйной обработкой, при этом в местах «сыпи» образуются неглубокие (3-5 мкм) «ямки». «Ямки» представляют собой отслоение наружной зоны покрытия.
Покрытие не пригодно для дальнейшей работы и может рассматриваться только как технологическое для защиты основного металла лопаток от повреждений при выполнении высокотемпературной баротермической обработки (1210 С, 170 МПа), после чего подлежит удалению и нанесению заново.
При температуре выше температуры хрупкости (810 .. 830 С) алюми-нидные покрытия легко подвергаются термомеханической обработке, которая сопровождается интенсивной пластической деформацией слоя, протеканием процессов возврата и рекристаллизации, образованием новых зёрен более мелкозернистой структуры. Размер зерна в структуре покрытия уменьшается примерно в два раза. Исходя из этого, были проведены исследования по снижению температуры и давления при баротермической обработке (БТО) на лопатках ротора ТВД из сплава ЖС6У-ВИ и ЖС32-ВИ.
Лопатки из сплава ЖС6У-ВИ проходили обработку по следующей схеме: напыление сплава СДП-ТВГюомин + ГЦАюоос,4ч + ТВОюоос,4ч + БТО іо50с,Зч,і5омпа + ТВОюоос,4ч- Лопатки на разных стадиях обработки направлялись на контроль методом цветной дефектоскопии и на металлографические исследования.
Результаты исследования лопаток перед отправкой на операцию БТО: сплошность покрытия удовлетворительная, толщина покрытия представлены в табл. 12, микроструктура покрытия приведена на рис.4.6. Микроструктура покрытия (СДП-ТВГ+ГЦА+ТВО) на лопатке, инд. № 1М4901,х500 При контроле методом цветной дефектоскопии после БТО отмечалось на некоторых лопатках рассредоточенное точечное свечение на полке замка, а также в выходной щели и в отверстиях перфорации. Точечное свечение фиксируется при обследовании лопаток с лупой 4-х кратного увеличения.
Результаты металлографического исследования лопаток после БТО: сплошность покрытия удовлетворительная, толщина покрытия представлены в табл. 13, микроструктура покрытия приведена на рис.4.7, перегрева основного материала лопатки не обнаружено. наружная поверхность внутренняя поверхность
Лопатки на разных стадиях обработки направлялись на контроль методом цветной дефектоскопии и на металлографические исследования.
Результаты исследования лопаток перед отправкой на операцию БТО: сплошность покрытия удовлетворительная, толщина покрытия представлены в табл. 16, микроструктура покрытия приведена на рис.4.9, тонкая структура материала лопатки характерна для сплава ЖС32-ВИ, без перегрева, химический состав покрытия представлен в табл. 17 и 18. При контроле методом цветной дефектоскопии лопатки имели удовлетворительный вид.
