Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Исследование свойств крупногабаритных заготовок турбинных лопаток из стали 15Х11МФ-Ш в завимости от способа получения исходного металла

https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-11-42-47

Полный текст:

Аннотация

В последнее время возникла задача изготовления заготовок под штамповку для производства турбинных лопаток из стали 15Х11МФ-Ш электрошлакового переплава особо крупных габаритов (длина более 2 м, масса более 450 кг). Технология производства, как известно, влияет на структуру материала и, как следствие, на конечные свойства изделия. В работе представлены результаты исследования влияния способа получения исходного металла заготовок (сортового проката и кованых прутков) на свойства крупногабаритных штамповок турбинных лопаток. Механические характеристики, свойства микроструктуры, химический состав и содержание δ-феррита определяли, исследуя исходные образцы сортового проката и кованых прутков. Установлено, что заготовка в кованом состоянии имеет более высокие прочностные характеристики. Однако после процесса штамповки свойства лопаток выравниваются. Можно заключить, что после штамповки и термической обработки формируется одинаковая структура вне зависимости от способа получения исходной заготовки. Полученные результаты могут быть использованы при серийном производстве крупногабаритных турбинных лопаток нового профиля.

Об авторах

М. О. Смирнов
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Россия

Максим Олегович Смирнов

195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29



А. М. Золотов
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Россия

Александр Максимович Золотов

195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29



Т. А. Чижик
Силовые машины, ПАО
Россия

Татьяна Александровна Чижик

195009, Санкт-Петербург, ул. Ватутина, д. 3, лит. А



Список литературы

1. Misek T., Kubin Z. Static and Dynamic Analysis of 48’’ Steel Last Stage Blade for Steam Turbine / Proceedings of ASME Turbo Expo 2009: Power for Land, Sea and Air. — Orlando, Florida, USA, 2009. DOI: 10.1115/GT2009-59085.

2. Jaffee R. Titanium steam turbine blading / Prep. for the Electric power research inst. — New York: Pergamon press, 1990. — 459 p.

3. Дуб А. В., Скоробогатых В. Н. Материаловедческая и технологическая база для создания перспективного теплового энергооборудования / Теплоэнергетика. 2012. ¹ 4. С. 7 – 13.

4. Helis L., Toda Y., Hara T., Miyazaki H., Abe F. Effect of cobalt on the microstructure of tempered martensitic 9Cr steel for ultra-supercritical power plants / Mater. Sci. Eng. 2009. A510 – 511. P. 88 – 94. DOI: 10.1016/j.msea.2008.04.131.

5. Viswanathan R., Bakker W. Materials for Ultrasupercritical Coal Power Plants — Turbine Materials. Part 2 / J. Mater. Eng. Perform. 2001. Vol. 10. N 1. P. 96 – 101.

6. Dashunin N. V., Manilova E. P., Rybnikov A. I. Phase and structural transformations in 12% chromium steel ÉP428 due to long-term operation of moving blades / Metal Sci. Heat Treatment. 2007. Vol. 49. Issue 1 – 2. P. 17 – 23. DOI: 10.1007/s11041-007-0003-z.

7. Das G., Chowdhury S. Gh., Ray A. K., et al. Turbine blade failure in a thermal power plant / Eng. Failure Anal. 2003. Vol. 10. Issue 1. P. 85 – 91. DOI: 10.1016/S1350-6307 (02)00022- 5.

8. Рудской А. И., Колбасников Н. Г., Торопов С. С. Структура, пластичность и разрушение сталей. Эксперимент и моделирование. — СПб.: Изд-во политех. ун-та, 2016. — 328 с.

9. Коджаспиров Г. Е., Рудской А. И., Рыбин В. В. Физические основы и ресурсосберегающие технологии изготовления изделий пластическим деформированием. — СПб.: Наука, 2006. — 350 с.

10. Bogatov A. A., Nukhov D. S. Forging of strip by alternating deformation, with unchanged size and shape / Steel in Translation. 2015. Vol. 45. N 6. P. 412 – 417. DOI: 10.3103/S0967091215060054.

11. Тюрин В. А. Инновационные технологии ковки / Кузнечно-штамповочное производство. 2006. № 5. С. 27 – 29.

12. Соломонов К. Н., Костарев К. В., Абашкин В. П. Моделирование процессов объемной штамповки и ковки плоских заготовок: монография. — М.: МИСиС, 2008. — 128 с.

13. Корнеев А. Е., Громов А. Ф., Киселев А. М. Влияние дельта-феррита на свойства мартенситных сталей / Металловедение и термическая обработка металлов. 2013. № 8. С. 46 – 50.

14. Wang P. Effect of delta ferrite on impact properties of low carbon 13Cr – 4Ni martensitic stainless steel / Mater. Sci. Eng. A. 2010. N 527. P. 3210 – 3216. DOI: 10.1016/j.msea.2010.01.085.

15. Галуненко И. П., Синявина Р. А., Лобжанидзе Р. Б. Снижение содержания дельта-феррита в стали 1Х16Н4БЮ / Металловедение и термическая обработка металлов. 1972. ¹ 11. С. 73.

16. Anderko K., Schäfer L., Materna-Morris E. Effect of the δ-ferrite phase on the impact properties of martensitic chromium steels / J. Nucl. Mater. 1991. Vol. 179. P. 492 – 495.

17. Чижиков Ю. М. Процессы обработки давлением легированных сталей и сплавов. — М.: Металлургия, 1965. — 500 с.

18. Дзугутов М. Я. Пластичность и деформируемость высоколегированных сталей и сплавов. — М.: Металлургия, 1990. — 303 с.

19. Разуваев Е. И., Бакрадзе М. М., Сидоров С. А. Влияние дельта-феррита на ударную вязкость стали 10Х12НВМФА (ЭИ962) при температурах горячей деформации / Сталь. 2016. № 9. С. 58 – 61.

20. Смирнов М. О., Чижик Т. А., Золотов А. М., Мишин В. В., Шишов И. А. Исследование и определение параметров штамповки турбинной лопатки на паровоздушном молоте / Сталь. 2017. № 12. С. 50 – 53.

21. Смирнов М. О., Чижик Т. А., Золотов А. М., Мишин В. В., Шишов И. А. Применение математического моделирования для изготовления крупногабаритных штамповок турбинных лопаток из жаропрочной стали / Тяжелое машиностроение. 2018. № 4. С. 29 – 33.

22. Рудской А. И., Лунев В. А. Теория и технология прокатного производства: учеб. пособие. — СПб.: Наука, 2005. — 540 с.

23. Singh R., Kishore R., Dey G., Batra I., Dasgupta P. Strengthening of a 12CrMoV turbine blade steel by retemperin / J. Mater. Eng. Perform. 1994. Vol. 3. Issue 3. P. 350 – 355.

24. Горынин В. И., Кондратьев С. Ю., Оленин М. И. Влияние гомогенизирующего отжига на характер разрушения сварного соединения стали 15Х11МФБ / Заготовительные производства в машиностроении. 2017. № 9. С. 414 – 419.

25. Горынин В. И., Оленин М. И., Стольный В. И. Влияние гомогенизирующего отжига на сопротивление хрупкому разрушению сварного соединения стали 15Х11МФБ / Металловедение и термическая обработка металлов. 2018. № 1. С. 50 – 54.

26. Чернявская С. Г., Красникова С. И., Суламенко А. В. Изменение дельта-феррита в стали 1Х16Н4Б при гомогенизации / Металловедение и термическая обработка металлов. 1972. № 9. С. 66 – 67.


Для цитирования:


Смирнов М.О., Золотов А.М., Чижик Т.А. Исследование свойств крупногабаритных заготовок турбинных лопаток из стали 15Х11МФ-Ш в завимости от способа получения исходного металла. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2020;86(11):42-47. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-11-42-47

For citation:


Smirnov M.O., Zolotov A.M., Chizhik T.A. Study of the properties of large-sized blanks of turbine blades made of 15Kh11MF-Sh steel depending on the method of obtaining the initial metal. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2020;86(11):42-47. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-11-42-47

Просмотров: 26


ISSN 1028-6861 (Print)
ISSN 2588-0187 (Online)