Введение к работе
Актуальность темы
Важнейший методом повышения эффективности производства является увеличение ресурса изделий совершенствованием технологических процессов обработки деталей и узлов специальной техники.
Для работы при высоких температурах, особенно в различных агрессивных газожидких средах, рекомендуются жаропрочные литые сплавы с никельхромовой матрицей или эти же сплавы с защитными покрытиями. Необходимость востребования защитных покрытий в условиях рыночной экономики важна также для восстановления изношенных узлов и изделий специальной техники из литых жаропрочных ннксльхромоних сплавов. Создание материалов с удовлетворительными фнзнко-иеханическиин свойствами при высоких температурах не исключает их склонность к разрушению при эксплуатации в различных условиях. Поэтому, для обеспечения ресурса и надежности спец.изделий требуется изыскание защитных покрытий различных составов, и способов их формирования.
Необходимость создания современных газотурбинных и воздухо-турбинных двигателей с высокими рабочими параметрами, требование увеличения их ресурса, надежности, применение маловасыщенных топлнв в силовых установках обуславливают проведение соответствующих иеталлофизических исследований и 'разработку принципиально новых составов н методов защиты лопаток турбин от окисления и коррозии при высоких температурах.
Качественный скачок в этой области был сделав благодаря разработке ряда многокомпонентных покрытий на основе никеля с высоким содержанием хрома и алюминия с возможными микродобавками, полученных методами электроискрового легирования, плазменного напыления, лазерной обработки и др.
В этой связи, актуальной задачей современного энергомашиностроения является разработка и нсследоваппе вида, технологии нанесения защитных покрытий, работоспособных в условиях высокотемпературного окисления и коррозии, что позволит их использовать для повышения надежности и долговечности конструкционных деталей.
Целью работы явилась разработка и изучение защитных покрытий для литейных жаропрочных никельхромсвых сплавов, способов повышения их эксплуатационных характеристик на основе совершенствования электроискрового легирования и комбннирсвавного упрочнения поверхностного слоя.
~з -
Для достижения поставленной цела необходимо было решить следующие задачи:
разработай технологию электроискрового легирования литых
жаропрочных никельхроновых сплавов с использованием комбинированной
обработки;
- всследовать структуру , фазовый состав и физико-механические
свойства основного материала (сплава ЖСбУс добавками Hf и Dy,
высокохроивстого сплава твпа ХН58МТЮ) и многокомпонентных
покрытий вз аналогичных материалов, полученных различными способами;
исследовать влияние параметров комбинированного упрочнения поверхностен электроискровым легированием, плазменным напылением в сочетании с лазерным упрочнением, алмазным выглаживанием и термической обработкой;
взучить физическое состояние поверхностного слоя после различных способов нанесения покрытий;
- исследовать и оптимизировать эксплуатационные характеристики
образцов и изделий с покрытиями полученными по разработанной
технологии;
выдать рекомендации и апробировать предлагаемые композиции в
производственных условиях.
Научная новизна. В результате разработанного технологического процесса получения защитных покрытий из литых никельхроновых сплавов представилось реализовать не только желанный химический состав, но и заданную при электроискровом легировании структуру, оптимизирующую комплекс свойств, потенциально заложенных химическим составом легирующего электрода, что позволило при решении поставленных задач получить следующие научные результаты :
-
Впервые подробно исследованы структура, фазовый состав, физико-механические свойства композиционных покрытий и установлено их влияние на эксплуатационные характеристики.
-
Установлена возможность управлення элементным составом легированного слоя путем многослойного легирования электродами из материалов различной природы (сплава ЖСбУ с добавками Hf и Dy, высокохроивстого сплава твпа ХН58МТЮ), выбор которых производится с учетом эксплуатационных свойств напыляемых деталей и принципов металлургической совместимости с материалами подложки.
-
Технологические возможности электроискрового легирования и плазменного напыления могут быть существенно расширены использованием комбинированной обработки, основанной на
последующей лазерном облучении, термической обработке и алмазной выглаживании композиционного материала
-
Исследования внутреннего трения композиционных материалов - сплава ЖС6У с покрытием (ЖСбУ с добавками HDy; ХН58МТЮ)
-
Данные по влиянию режимов электроискрового легирования, плазиенпого напыления, комбинированной обработки на ряд эксплуатационных свойств, результаты по влиянию обработки на свойства композитов.
Практическая ценность работы заключается в разработке, новой технологии получения комбинированных покрытий на никельхромовых сплавах с регулируемыми эксплутационными свойствами. Результаты работы апробированы и внедрены на АПЗ-20 г. Курска для повышения срока службы деталей специального назначения с годовым экономическим эффектом более 200 тыс. руб. в ценах 1990 г.
Апробация работы: Основные положения диссертации и ее отдельные результаты были доложены и обсуждены в период 1994-1996 г.г. на научно-технической конференции "Материалы и упрочняющие технологии 94", г. Курск - 1994 г., на Российской научно-технической конференции "Новые материалы и техиологин", г. Москва - 1994,1995 г.г., "Вибрационные машины н технологии", г. Курск - 1995г.
Публикации : По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ.
Обьем работы: Диссертация состоит из введения, литературного обзора, методики эксперимента, экспериментальной части, выводов. Работа представлена на -/3^/'страницах, содержит /У рисунков, использовано литературных источников /S2.
