ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ МАТЕРИАЛА РАБОЧИХ ЛОПАТОК ТУРБИН АВИАЦИОННЫХ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Структурные изменения материала могут быть факторами, ухудшающими его работоспособность и способствующими разрушению, но вместе с тем могут служить и диагностическими признаками для определения термомеханических условий этого разрушения (повреждения). Они также зачастую определяют ресурс изделия, на который влияют процессы ползучести, усталости и термоусталости материала. Представлены результаты исследования структуры материала лопаток авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) и ее изменения в процессе эксплуатации ГТД. Определяли структурное состояние материала лопаток из жаропрочных никелевых сплавов (ЖНС) с равноосной (сплавы ЖС6У, ВЖЛ12У), направленной и монокристаллической (сплавы ЖС26, ЖС32) кристаллизацией. Рассмотрены особенности изменения морфологии упрочняющей γ’-фазы и карбидных превращений в материале лопаток, происходящие в процессе наработки ГТД. Полученные результаты сопоставляли с данными исследования образцов, испытанных в лабораторных условиях, на которых моделировали действующие факторы термомеханического нагружения. Приведены микроструктурные критерии для более достоверной оценки термомеханических условий эксплуатационной повреждаемости материала турбинных лопаток авиационных ГТД.

1. Кириков С. В., Перевезенцев В. Н., Тарасенко Ю. П. Анализ морфологических характеристик интерметаллидной фазы в жаропрочных никелевых сплавах / Вестник самарского университета. Аэрокосмическая техника, технология и машиностроение. 2016. Т. 15. № 4. С. 216 – 223.

2. Miura N., Harada N., Kondo Y., Matsuo T. Morphological changes in γ’-phase in different portions of first stage high pressure turbine blade of PWA 1480 / Proc. of the 7th Conf. «Materials for Advanced Power Engineering». Berlin. Forschungszentrum Julich. 2002. P. 217 – 254.

3. Великанова Н. П., Киселев А. С. Анализ влияния эксплуатационой наработки на долговечность жаропрочного сплава рабочих лопаток турбин авиационных ГТД / Вестник КГТУ им. А. Н. Туполева. 2011. № 1. С. 23 – 26.

4. Бронфин М. Б., Протасова Н. А. Закономерности изменения структурного состояния рабочих лопаток ТВД из сплава ЖС30-ВИ в процессе эксплуатации двигателей НК-86А / Авиационная промышленность. 2004. № 3. С. 42 – 46.

5. Бронфин М. Б., Протасова Н. А. Структурные характеристики, отражающие состояние монокристаллического сплава ЖС30-ВИ в процессе ползучести / Межд. науч.-техн. конф. «Научные идеи С. Т. Кишкина и современное металловедение»: сб. науч. тр. — М.: ВИАМ, 2006. С. 137 – 149.

6. Биргер И. А., Балашов Б. Ф., Дульнев Р. А. и др. Конструкционная прочность материалов и деталей газотурбинных двигателей. — М.: Машиностроение, 1981. — 221 с.

7. Шалин Р. Е., Булыгин И. П., Голубовский Е. Р. Жаропрочность сплавов для газотурбинных двигателей. — М.: Металлургия, 1981. — 120 с.

8. Третьяченко Г. Н., Жарицкий О. Г. О повреждаемости лопаток циклическими теплосменами / Проблемы прочности. 1977. № 8. С. 8 – 10.

9. Киселев Ф. Д. Диагностика разрушений и оценка эксплуатационной работоспособности рабочих турбинных лопаток авиационных двигателей. — М.: Изд. МАТИ, 2013. — 296 с.