Формування комплексу вимог до методик оцінювання роботоздатности зварних з’єднань «основний–натоплений метал» ніклевих жароміцних стопів типу ЖС6 і ЖС32, що імітують відновлення кромок лопаток авіаційних ГТД у промислових умовах

К. А. Ющенко, О. В. Яровицин, М. О. Черв’яков, Г. В. Звягінцева, І. Р. Волосатов, Ю. В. Олійник

Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України, вул. Казимира Малевича, 11, 03150 Київ, Україна

Отримано: 29.09.2022. Завантажити: PDF

Наведено результати досліджень мікроструктури та механічних властивостей зварних з’єднань «основний–натоплений метал» ніклевих жароміцних стопів ЖС6 і ЖС32 із вмістом зміцнювальної $\gamma^{'}$-фази орієнтовно у 60 об.%, одержаних мікроплазмовим порошковим натопленням, і порівняно їх з аналогічними опублікованими ФГУП «ВИАМ» ГНЦ рф даними стосовно натопленого металу ЖС32, одержаного способом селективного лазерного стоплення. Встановлено, що механічні властивості натопленого металу типу ЖС6У і ЖС32 характеризуються низькопластичним станом за температури у 1000°С, який пов’язується з відмінностями будови дендритної структури (відстань між осями, розподіл карбідної фази) порівняно з серійним литим стопом. Дані відмінності, в свою чергу, задаються для кожного процесу одержання такого матеріялу типовою швидкістю охолодження в інтервалі температур ліквідус–1200°С. Розглянуто основні випадки формування тріщин у натопленому металі ЖС32. Показано, що за швидкости охолодження в зазначеному температурному інтервалі 15–50°С/с й за об’єму натоплення до 2–5 см$^{3}$ відповідний натоплений метал ЖС32 через мікроплазмове порошкове натоплення формується без утворення тріщин і має достатній для практичного застосування рівень високотемпературної короткочасної та тривалої міцности. Встановлено, що низькопластичний стан саме натопленого металу ніклевих жароміцних стопів ЖС6 і ЖС32 визначає високотемпературні властивості відповідних зварних з’єднань в цілому. Одержані результати свідчать про доцільність включення до комплексу атестаційних випробувань механічних властивостей зварних з’єднань «основний–натоплений метал» ніклевих жароміцних стопів із вмістом зміцнювальної $\gamma^{'}$-фази більше 50 об.%, що застосовуються для відновлення пошкоджених кромок лопаток сучасних авіаційних газотурбінних двигунів, високотемпературних випробувань на статичну міцність натопленого металу.

Ключові слова: ніклеві жароміцні стопи, мікроплазмове порошкове натоплення, натоплений метал, мікроструктура, низькопластичний стан, короткочасні механічні властивості, тривала міцність.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v44/i12/1679.html

PACS: 06.60.Vz, 68.35.bd, 68.35.Gy, 68.37.Hk, 81.20.Vj, 81.40.Jj, 81.40.Np


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. K. A. Yushchenko,V. S. Savchenko, L. V. Chervyakova, S. Devyd, and Dzh. Vytek, The Paton Welding J., 6: 2 (2005).
  2. І. А. Петрик, Процеси відновлення зварюванням та паянням лопаток газотурбінних двигунів з важкозварюваних сплавів на нікелевій та титановій основі (Автореферат дис. канд. техн. наук) (Kиїв: Інститут електрозварювання ім. Є. O. Патона НАНУ: 2007).
  3. В. А. Богуслаев, Ф. М. Муравченко, П. Д. Жеманюк, В. К. Яценко, А. Я. Качан, Э. И. Цивирко, С. Б. Беликов, М. Р. Орлов, В. Е. Замковой, В. Ф. Мозговой, О. В. Врубель, Технологическое обеспечение эксплуатационных характеристик деталей ГТД, Лопатки турбины, Часть ІІ, Монография (Запорожье: ОАО «Мотор Сич: 2003).
  4. K. A. Yushchenko, V. S. Savchenko, A. V. Yarovitsyn, A. A. Nakonechny, G. F. Nastenko, V. E. Zamkovoj, O. S. Belozertsev, and N. V. Andrejchenko, The Paton Welding J., 8: 21 (2010).
  5. P. D. Zhemanyuk, I. A. Petrik, and S. L. Chigilejchik, The Paton Welding J., 8: 39 (2015). Crossref
  6. К. А. Ющенко, А. В. Яровицын, А. А. Фомакин, Ю. В. Олейник, Ю. В. Гусев, Проблеми ресурсу і безпеки експлуатації конструкцій споруд та машин: Збірник наукових статей (Київ: ІЕЗ ім. Є. О. Патона НАНУ: 2016), c. 696.
  7. K. A. Yushchenko, A. V. Yarovytsyn, and N. O. Chervyakov, The Paton Welding J., 2: 2 (2017). Crossref
  8. К. А. Ющенко, Г. В. Звягінцева, О. В. Яровицин М. О. Черв’яков, Г. Д. Хрущов, І. Р. Волосатов, Металлофиз. новейшие технол., 41, № 10: 1345 (2019). Crossref
  9. K. A. Yushchenko, A. V. Yarovytsyn, N. O. Chervyakov, H. V. Zvyahintseva, I. R. Volosatov, and H. D. Khrushchov, The Paton Welding J., 7: 29 (2019). Crossref
  10. А. Н. Раевских, Н. В. Петрушин, Е. Б. Чабина, Конф. «Аддитивные технологии: настоящее и будущее» (30 Mарта, 2018) (Москва: ВИАМ: 2018), с. 354.
  11. Н. В. Петрушин, А. Г. Евгенов, А. Г. Тренников, Конф. «Аддитивные технологии: настоящее и будущее» (23 Mарта, 2017) (Москва: ВИАМ: 2017), с. 271.
  12. Е. А. Лукина, К. О. Базалеева, Н. В. Петрушин, Е. В. Цветкова, Цветные металлы, 3: 55 (2016). Crossref
  13. Y.-C. Hagedon, T. Risse, W. Meiners, N. Pirch, K. Wissenbach, and R. Poprawe, International Conference on Advanced Research in Virtual and Rapid Prototyping (Oct. 1–5, 2013) (London: Taylor & Francis: 2014), p. 291. Crossref
  14. Е. В. Милонин, Н. А. Лысенко, В. В. Наумик, Авиационно-космическая техника и технология, 8: 83 (2016).
  15. J. Liu, R. Wang, and Y. Qian, Surf. Coat. Technol., 200: 2433 (2005). Crossref
  16. O. V. Yarovytsyn, Н. D. Khuschchov, and S. L. Chyhileychik, Int. J. Mech. Production Eng., 7: 5 (2019).
  17. K. A. Yushhenko, A. V. Yarovitsyn, and N. O. Chervjakov, The Paton Welding J., Nos. 5–6: 143 (2016). Crossref
  18. В. П. Кузнецов, В. П. Лесников, И. П. Конакова, Структура и свойства жаропрочного никелевого сплава ЖС32-ВИ: Справочник (Екатеринбург: «Квист»: 2010).
  19. А. Н. Петухов, Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета, 3, № 34: 17 (2012).