Квасницька Ю. Г. Підвищення експлуатаційних характеристик жароміцних корозійностійких сплавів на нікелевій основі і розробка технології одержання лопаток ГТД

За результатами аналізу сучасних наукових основ процесів структуроутворення у виливках та одержання лопаток для газотурбінних двигунів визначено напрями з удосконалення виробництва і підвищення експлуатаційних характеристик литого металу з жароміцних корозійностійких сплавів. Визначено температурно-часові залежності утворення окрихчувальних фаз у жароміцних сплавах та ефективні способи легування їх тугоплавкими металами (хромом, вольфрамом, молібденом, ніобієм, ренієм і танталом). Вивчено вплив легуючих елементів на фазово-структурну стабільність, корозійну стійкість та фізико-механічні властивості лопаток турбіни і створено новий жароміцний корозійностійкий сплав на нікелевій основі для їх одержання. Для підвищення міцності та чистоти за газами і неметалевими включеннями литого металу, одержання дисперсної структури заданої спрямованості у виливках, зменшення пригару і підвищення геометричної точності лопаток розроблено вогнетривкі матеріали, які модифіковано алюмінієм, кремнієм та бором, для виготування керамічних тиглів, ливарних форм, стрижнів і фільтрів. Досліджено вплив модифікуючих добавок у вогнетривах на міцність і термомеханічні властивості керамічних виробів. Вивчено міжфазну взаємодію кераміки при контакті з високотемпературним розплавом жароміцних сплавів. Обґрунтовано доцільність використання керамічних фільтрів у ливниково-живильних системах виливків. Таке рішення дозволило заповнювати форми металом дощовим методом, зменшити термічний удар розплаву на стрижні та знизити вміст газів, неметалевих включень у виливках. Дослідно-промислові випробування на підприємствах України показали, що використання керамічних сумішей для тиглів, форм, стрижнів та фільтрів з модифікованої кераміки дозволяє зменшити брак литих виробів і підвищити геометричну точність лопаток турбіни. Визначено оптимальні технологічні параметри(швидкості охолодження і тверднення виливків, градієнт температур на фронті кристалізації та інш.)процесу одержання з жароміцного сплаву на нікелевій основі турбінних лопаток зі спрямованою структурою Технологію реалізовано у виробничих умовах на вакуумно-індукційній установці з додатковою системою охолодження ливарної форми з регульованою інтенсивністю. Результати досліджень і створений технологічний процес дозволили одержати лопатки турбін енергетичного та суднового призначення з нового сплаву, які за експлуатаційними характеристиками відповідають світовим аналогам та перевищують на 15 - 20 % їх рівень в литих виробах зі сплаву СМ88Y.