СТРУКТУРА ТА ВЛАСТИВОСТІ ЖАРОМІЦНОГО СПЛАВУ ЖС-26ВІ ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА ВІДПОВІДАЛЬНИХ ДЕТАЛЕЙ ГАЗОТУРБІННИХ ДВИГУНІВ
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6885-2025-4-2Ключові слова:
жароміцний сплав, макро- та мікроструктура, термічна обробка, механічні властивості, жароміцність, лопатка газової турбіниАнотація
Мета роботи. Вивчити макро- та мікроструктурний стан серії дослідницьких зразків жароміцного сплаву ЖС26-ВІ для виробництва критичних компонентів газотурбінного двигуна, а саме роторних лопаток турбіни високого тиску (ТВТ), та оцінити механічні властивості та жароміцність у відповідності до технічних специфікацій матеріалів гарячої частини газової турбіни.
Методи дослідження. Макро- і мікроструктурний аналіз та дослідження фазового складу проводили методом оптичної металографії на оптичному мікроскопі. Механічні властивості при кімнатній температурі визначали у відповідності до ISO 6892-84 та СТ СЭВ 471-88. Випробування на розрив здійснювали на машині ZDMY30.
Oтримані результати. Проведено дослідження структури та властивостей зразків дослідних плавок сплава ЖС-26ВІ, отриманих у вакуумній печі FM-1-2-100 фірми «ULMAC» методом рівновісної кристалізації. Установлене суттєве подрібнення макрозерна за рахунок інтенсивного тепловідводу та високої швидкості кристалізації. Мікроструктура зразків до термічної обробки відповідає литому стану сплава, а після термообробки по стандартному режиму задовольняє технічні умови та відповідає затвердженій шкалі мікроструктури. Механічні та жароміцні властивості зразків відповідають вимогам нормативної документації до відповідального жароміцного лиття.
Наукова новизна. Одержано нові дані щодо структури та фазового стану сплаву ЖС26-ВІ дослідних та серійних плавок. Вивчено тонку будову жароміцного сплаву на основі нікелю, що традиційно використовується для отримання лопаток турбіни високого тиску газотурбінного двигуна авіаційного призначення.
Практична цінність. Отримані результати надають можливість розширити використання жароміцного сплаву ЖС26-ВІ для виробництва виливків відповідального призначення.
Посилання
Okada, I., Torigoe, T., Takahashi, K., & Izutsu, D. (2004). Development of Ni base superalloy for industrial gas turbine. Proceedings of the International Symposium on Superalloys, 707–712.
Perrut, M., Caron, P., Thomas, M., & Couret, A. (2018). High temperature materials for aerospace appli-cations: Ni-based superalloys and γ-TiAl alloys. Comptes Rendus Physique, 19(8), 657–671. https://doi.org/10.1016/j.crhy.2018.10.003
Sims, C. T., Stoloff, N. S., & Hagel, W. C. (1987). Superalloys II: High-temperature materials for aerospace and industrial power (2nd ed.). John Wiley & Sons, 615.
Epishin, A., Link, T., Nazmy, M., et al. (2008). Mi-crostructural degradation of CMSX-4: Kinetics and effect on mechanical properties. Proceedings of the Internation-al Symposium on Superalloys, 725–731.
Reed, R. C. (2006). The superalloys: Fundamen-tals and applications. Cambridge University Press, 372.
Platon, B. E. (1987). Zharoprochnost' liteynykh nikelevykh splavov i zashchita ikh ot okisleniya [Heat resistance of cast nickel alloys and their protection against oxidation]. Naukova Dumka, 256.
Koval, A. D., Belikov, S. B., Sanchugov, E. L., & Andrienko, A. G. (1990). Nauchnyye osnovy legirovaniya zharoprochnykh nikelevykh splavov, stoykikh protiv vysokotemperaturnoy korrozii (VTK) [Scientific founda-tions of alloying heat-resistant nickel alloys resistant to high-temperature corrosion]. UKMK VO, 56.
Bielikov, S. B. (1996). Rozvytok naukovykh pryntsypiv lehuvannia lyvarnykh zharomitsnykh nikelevykh splaviv z metoiu pidvyshchennia korozijnoi stijkosti detalei v umovakh vysokotemperaturnoho seredovyshcha hazoturbinnykh ustanovok [Development of scientific principles of alloying cast heat-resistant nick-el alloys to improve the corrosion resistance of parts in the high-temperature environment of gas turbine installa-tions] [Doctoral dissertation, Zaporizhzhia National Technical University], 439.
Koval, A. D., Belikov, S. B., & Sanchugov, E. L. (2001). Principles of alloying of high-temperature nickel alloys resistant to high-temperature corrosion. Metal Sci-ence and Heat Treatment, 43(9–10), 373–377. https://doi.org/10.1023/A:1013245225944, 9, 373–377.
Boguslaev, V. A., Muravchenko, F. M., Zhemanyuk, P. D., et al. (2007). Tekhnolohichne zab-ezpechennia ekspluatatsiinykh kharakterystyk detalei HTD. Lopatky turbyny. Chastyna 2 [Technological as-surance of operational characteristics of GTE parts. Tur-bine blades. Part 2]. Zaporizhzhia, 493.
Solntsev, Yu. P., Bielikov, S. B., Volchok, I. P., & Sheiko, S. P. (2010). Spetsialni konstruktsiini materialy [Special structural materials]. Valpis-Polihraf, 536.
Gaiduk, S. V., & Belikov, S. B. (2017). Nauch-nyye osnovy proyektirovaniya liteynykh zharo-prochnykh nikelevykh splavov s neobkhodimym kom-pleksom sluzhebnykh svoystv [Scientific basis for the design of cast heat-resistant nickel alloys with the neces-sary set of service properties]. Zaporizhzhia National Technical University, 79.
Gaiduk, S. V. (2018). Razvitiye i primeneniye nauchnykh printsipov legirovaniya dlya razrabotki zharoprochnykh nikelevykh splavov s garantirovannymi svoystvami [Development and application of scientific principles of alloying for the development of heat-resistant nickel alloys with guaranteed properties] [Doc-toral dissertation, Zaporizhzhia National Technical Uni-versity], 404.
Zhemanyuk, P. D., Klochikhin, V. V., Lysenko, N. A., & Naumik, V. V. (2015). Structure and properties of cast blades of aircraft engines made of heat-resistant nickel alloy ZhS26-VI after hot isostatic pressing. Bulletin of Engine Building, (1), 139–146.
Zhemanyuk, P. D., Pedash, A. A., Tsivirko, E. I., & Pedash, A. F. (2013). Combination of modification in the production of gas turbine engine parts. Bulletin of Engine Building, (1), 75–78.
Danilov, S., Pedash, O., Naumik, V., Tyomkin, D., & Naumik, O. (2024). Complex modification of a heat-resistant nickel alloy with dispersed parts of refracto-ry joints. New Materials: Technologies in Metallurgy and Mechanical Eng, 4, 6–14.
Pedash, A. A., Bialik, G. A., & Tsivirko, E. I. (2015). Increasing the thermal conductivity of local ce-ramic molds with cobalt aluminate. Aviation and Space Technology and Technology, (10), 40–44.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
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 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/, 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.
