Москва.
Moscow.
Представлены результаты исследований особенностей выделения фаз игольчатой (пластинчатой) морфологии в структуре материала лопаток в процессе эксплуатации авиационных газотурбинных двигателей (ГТД). Выявлено и показано на конкретном примере снижение прочностных характеристик и пластичности материала пера лопаток в зоне выделения фаз, что послужило фактором, способствующим усталостному разрушению рабочей лопатки турбины в эксплуатации. Выделения фаз игольчатой (пластинчатой) морфологии можно рассматривать в качестве одного из критериев качества структуры и работоспособности материала лопаток турбин ГТД, их контроль требует соответствующего нормирования. Отмечены трудности выявления идентификационных отличий топологически плотноупакованных (ТПУ) фаз и карбидов типа Ме6С игольчатой (пластинчатой) морфологии. Методом расчета химического состава по числу электронных вакансий можно оценить склонность жаропрочного сплава к образованию σ-фазы и тем самым его эксплуатационную пригодность. Вместе с тем выявление и отбраковка лопаток с недопустимыми выделениями σ-фаз возможны путем непосредственного контроля неразрушающими методами. Предложен способ неразрушающего электромагнитного контроля выделений ТПУ-фаз (типа σ) в структуре материала значительно окисленных лопаток (также и при наличии во внутренних полостях посторонних ферромагнитных частиц). Своевременное выявление σ-фаз в структуре материала лопаток в процессе производства и при ремонте позволит исключить установку на ГТД изделий с пониженными прочностными и пластическими характеристиками.
We present the results of studying features of separating phases of acicular (lamellar) morphology in the structure of blade material of operating gas turbine engines (GTD). A decrease in the strength characteristics and plasticity of the blade feather material in the zone of phase separation which contributes to in-service fatigue destruction of the turbine blade is revealed and illustrated with a specific example. Separation of the phases of needle (lamellar) morphology can be considered a criterion for the quality control of the structure and performance of the turbine blade material which requires appropriate rating. Difficulties in revealing the identification differences in the topologically close-packed (TCP) phases and carbides of Me6C type with acicular (lamellar) morphology are noted. A tend of a heat-resistant alloy to form σ-phase (i.e., the serviceability of the alloy) can be estimated in calculation of the chemical composition from the number of electron vacancies. At the same time, detection and rejection of the blades with inadmissible discharge of σ-phases can be done methods of direct non-destructive control. We develop a method of non-destructive electromagnetic control of TCP-phase (of σ-type) present in the structure of the material of highly oxidized blades (also with extraneous ferromagnetic particles present in internal cavities. Timely detection of σ-phases present in the structure of blade materials upon manufacture or repair will eliminate using the blades with reduced strength and plastic characteristics in GTE.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.