Новые подходы в оценке механических характеристик и микроструктуры восстановленных деталей ГТД из никелевых жаропрочных сплавов

К. А. Ющенко, А. В. Звягинцева, А. В. Яровицын, Н. О. Червяков, Г. Д. Хрущов, И. Р. Волосатов

Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины, ул. Казимира Малевича, 11, 03150 Киев, Украина

Получена: 15.05.2019; окончательный вариант - 03.09.2019. Скачать: PDF

Необходимость оценки работоспособности деталей авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) обусловила использование методов численного прогнозирования склонности к образованию трещин, применение фиксации показателей погонных тепловложений в изделие при наплавке, разработку и опробование специальных методик определения высокотемпературных механических характеристик образцов из разных зон сварного соединения «основной–наплавленный металл». Проанализированы результаты испытаний на кратковременную прочность и пластичность модельных наплавленных образцов, изготовленных по специально разработанной методике. Исследована их микроструктура и поверхности разрушения. Проведён прогноз устойчивости к возникновению горячих трещин в различных зонах сварного соединения, имитирующего восстановленные детали авиационного двигателя. Использование комплексного подхода к технологическим возможностям, режимам и методам наплавки в перспективе позволит усовершенствовать восстановление элементов авиационных ГТД из трудносвариваемых никелевых жаропрочных сплавов и расширить ассортимент деталей, которые можно восстанавливать многослойной наплавкой или изготавливать с использованием аддитивных технологий.

Ключевые слова: никелевые жаропрочные сплавы, наплавленный металл, напряженно-деформированное состояние, прочность, падение пластичности, поверхность излома.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v41/i10/1345.html

PACS: 68.35.bd, 68.35.Gy, 68.37.Hk, 81.20.Vj, 81.40.Jj, 81.40.Np


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. Г. И. Пейчев, В. Е. Замковой, Г. П. Калашников, Н. В. Андрейченко, О. С. Белозерцев, Авиационно-космическая техника и технология, № 9: 221 (2005).
  2. K. A. Yushchenko, V. S. Savchenko, A. V. Yarovitsyn, A. O. Nakonechny, G. F. Nastenko, V. E. Zamkovoy, O. S. Belozertsev, and N. V. Andreychenko, The Paton Welding J., 8: 21 (2010).
  3. P. D. Zhemanyuk, I. A. Petrik, and S. L. Chigilejchik, The Paton Welding J., 8: 39 (2015). Crossref
  4. К. А. Ющенко, А. В. Яровицын, Цільова комплексна програма НАН України «Проблеми ресурсу і безпеки експлуатації конструкцій споруд та машин». Збірник наукових статей за результатами, отриманими в 2010–2012 рр. (Київ: ІЕЗ ім. Є. О. Патона: 2012).
  5. K. A. Yushchenko, A. V. Yarovitsin, and N. O. Chervyakov, The Paton Welding J., 5–6: 154 (2016). Crossref
  6. ДСТУ EN ISО 15792-1:2015 Матеріали зварювальні. Частина 1. Методи випробувань із наплавленого металу зварного шва зі сталі, нікелю і нікелевих сплавів.
  7. ДСТУ EN ISО 15792-2:2015 Матеріали зварювальні. Частина 2. Підготовка зразків для випробувань одно- та двосторонніх з’єднань із сталі.
  8. ДСТУ EN ISО 5178:2015 Випробування руйнівні зварних з’єднань металевих матеріалів. Випробування на повздовжнє розтягування зварного шва в з’єднаннях, виконаних зварюванням плавленням.
  9. ДСТУ EN ISО 4136-1:2015 Випробування руйнівні металевих матеріалів. Випробування на розтягування зразка з поперечним швом.
  10. ISO 6892-2:2011 Metallic Materials—Tensile Testing. Part 2: Method of Test at Elevated Temperature.
  11. В. И. Махненко, Расчетные методы исследования кинетики сварочных напряжений и деформаций (Киев: Наукова думка: 1976).
  12. K. A. Yushchenko, V. I. Makhnenko, V. S. Savchenko, E. A. Velikoivanenko, and N. O. Chervyakov, Welding in the World, 51, Nos. 9/10: 51 (2007). Crossref
  13. С. Т. Кишкин, Создание, исследование и применение жаропрочных сплавов. Избранные труды (Москва: Наука: 2006).
  14. Bay Vrancken, Ruben Wauthle, Jean-Pierre Kruth, and Jan Van Humbeeck Proc. of Symp. International Solid Freeform Fabrication (Aug. 16, 2013) (Laboratory for FF and University of Texas at Austin: 2013), p. 393.
  15. K. A. Yushchenko, A. V. Zviagintseva, L. M. Kapitanchuk, and I. S. Gach, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering (JAMME), 89, No. 2: 49 (2018). Crossref
  16. І. А. Петрик, Процеси відновлення зварюванням та паянням лопаток газотурбінних двигунів з важко зварюваних сплавів на нікелевій та титановій основі (Тези дис. … на здобуття ступеню канд. техн. наук) (Kиїв: Інститут електрозварювання ім. Є. O. Патона НАНУ: 2007).