ВПЛИВ РОБОЧОГО СЕРЕДОВИЩА НА ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНУ КОРОЗІЙНУ СТІЙКІСТЬ ДЕТАЛЕЙ ГАЗОТУРБІННОЇ УСТАНОВКИ
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6885-2025-1-4Ключові слова:
жароміцні нікелеві сплави, високотемпературна корозія, фазовий склад, довготривала міцність.Анотація
Методи дослідження. Дослідження мікроструктури проводилися на мікрошліфах під мікроскопом «Неофот-2» і мікроскопом-аналізатором «Стереоскан». Мікротвердість вимірювали приладом ПМТ-5. Фазовий склад і періоди грат основних складових – на дифрактометрі ДРОН-1 в мідному Кα -випромінюванні. Вміст хімічних елементів – на растровому електронному мікроскопі РЕМ-106І. Випробування на короткочасну міцність (ГОСТ 1497-61, ГОСТ 9651-61, ГОСТ 1497-84) проводили на стандартних циліндричних зразках (діаметр робочої частини 5мм, довжина 25мм) при температурах 200, 800, 900 і 1000 °С на розривній машині марки УМЭ-10ТМ. Випробування на тривалу міцність (ГОСТ 10145-81) проводили на стандартних циліндричних зразках при температурах 800, 900, 1000°С і відповідних навантаженнях 600, 400, 180 МПа на машині АИМА–5-2 шляхом одновісного розтягування зразків при постійному навантаженні. Порівняльні експериментальні дослідження високотемпературної корозії сплавів проводилися в синтетичній золі за методикою, яка широко застосовується в галузі. Для корозійних випробувань використовувалися стандартні циліндричні зразки (діаметр 10 мм, довжина l = 12 мм), на які після попереднього знежирення, вимірювання і зважування на аналітичних вагах з точністю (± 0,0005 г), наносилася на їх поверхню синтетична зола в кількості 12 мг / см2, що імітує продукти згоряння газотурбінного палива, які розміщувалися і витримувалися в печі на платформі з вогнетривкого матеріалу в повітряній атмосфері.
Отриманні результати. Проведено дослідження впливу робочого середовища на працездатність робочих порожнистих лопаток ГТК-10І. Показано, що робоче середовище суттєво впливає на працездатність робочих порожнистих лопаток ГТК-10І. Встановлено, що зовнішній шар профільної частини не показав глибоких пошкоджень за рахунок їх винесення швидкісним газовим потоком. Встановлено, що корозійні пошкодження починаються з початку експлуатації та в пошкодженому шару містяться сульфіди типу TiS та Ti2S3. Показано, що короткочасна міцність сплаву ЗМІ-3 відносно початкових значень (паспортні дані) зменшується приблизно на 16–20 %. Встановлено, що внаслідок структурних змін у сплаві при експлуатації, час до руйнування зразків під навантаженням знизився приблизно 18–22 %. Для підвищення працездатності необхідно використання захисних покриттів.
Наукова новизна. Отримані результати дають змогу оцінити процеси, що проходять під час експлуатації на поверхні виробів та встановити залежності між легуючими елементами та швидкістю корозії.
Практична цінність. Отримані результати дозволяють рекомендувати вітчизняні сплави, як замінника закордонного сплаву без втрати властивостей та довговічності експлуатації виробів.
Посилання
Min, P.G., Sidorov, V.V., Vadeev, V.E. et al. (2020). Development of Corrosion and Heat-Resistant Nickel Alloys and their Production Technology with the Aim of Import Substitution. Power Technol Eng 54, 225–231 https://doi.org/10.1007/s10749-020-01195-x
R Yonghua, Hu Geng, G Yongxiang. (1989). Characterization of M23C6 carbide precipitated at grain boundaries in a superalloy / R Yonghua, Hu Geng, G Yongxiang. Metallography, 22(1), 47–55. DOI: 10.1016/0026-0800(89)90021-9.
Jadav, J., Rajulapati, K.V., Bhanu Sankara Rao, K. et al. (2019). Effects of Strain Rate and Temperature on Tensile Properties, Deformation and Dynamic Strain Ageing Behavior of Ni-Base Superalloy Superni 263. INAE Lett 4, 241–250 https://doi.org/10.1007/s41403-019-00083-9
Chen, K., Rui, Sy., Wang, F. et al. (2019). Micro-structure and homogenization process of as-cast GH4169D alloy for novel turbine disk. Int J Miner Metall Mater 26, 889–900. https://doi.org/10.1007/s12613-019-1802-0
Birosca, S. (2019). Crystallographic Orientation Relationship with Geometrically Necessary Dislocation Accumulation During High-Temperature Deformation in RR1000 Nickel-Based Superalloy. Metall Mater Trans A50, 534–539 https://doi.org/10.1007/s11661-018-5036-y
Seidel, A., Finaske, T., Straubel, A. et al. (2018). Additive Manufacturing of Powdery Ni-Based Superal-loys Mar-M-247 and CM 247 LC in Hybrid Laser Metal Deposition. Metall Mater Trans A 49, 3812–3830. https://doi.org/10.1007/s11661-018-4777-y
Ritt, P., Lu-Steffes, O., Sakidja, R. et al. (2013). Application of Plasma Spraying as a Precursor in the Syn-thesis of Oxidation-Resistant Coatings. J Therm Spray Tech 22, 992–1001. https://doi.org/10.1007/s11666-013-9947-2
Avila-Davila, E.O., Palacios-Pineda, L.M., Canto-Escajadillo, F.O. et al. (2021). Evaluation of Microstruc-tural Deterioration for a Directionally Solidified Ni-Based Superalloy by X-ray Computed Tomography. J. of Materi Eng and Perform. https://doi.org/10.1007/s11665-020-05377-6
Liang, T., Wang, L., Liu, Y. et al. (2020). Role of script MC carbides on the tensile behavior of laser-welded fusion zone in DZ125L/IN718 joints at 650 °C. J Mater Sci 55, 13389–13397. https://doi.org/10.1007/s10853-020-04931-w
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
