Введение
1 Обзор современного состояния работ в области обеспечения долговечности эксплуатации лопаток компрессора 12
1.1 Анализ причин уменьшения предела выносливости лопаток компрессора ГТД при стендовых испытаниях и эксплуатации 12
1.2 Обзор влияния современных методов модификации поверхности лопаток компрессора ГТД на их сопротивление усталости 27
1.3 Обзор работ по исследованию влияния остаточных напряжений на сопротивление усталости 32
1.4 Обзор работ в области контроля частот собственных колебаний и исследования остаточных напряжений лопаток компрессора 36
Выводы по первой главе 38
2 Методики проведения экспериментальных исследований и получения комплексных вакуумных ионно-плазменных покрытий 41
2.1 Подготовка специальных образцов и компрессорных лопаток для проведения экспериментальных исследований 41
2.2 Методики проведения экспериментальных исследований
2.2.1 Методики металлографических и механических исследований 46
2.2.2 Методика и оборудование для определения остаточных напряжений во всём объёме лопаток компрессора 50
2.2.3 Методики и оборудование для определения остаточных напряжений в приповерхностном слое лопаток компрессора 53
2.2.4 Методика контроля частот собственных колебаний лопаток 60
2.2.5 Методики проведения испытаний на усталость при симметричном и асимметричном изгибе 61
2.2.6 Методика фрактографического исследования усталостных изломов 72
2.2.7 Методика и оборудование для проведения испытаний на эрозионный износ 74
2.3 Оборудование и технология ионной имплантации 78
2.4 Технология получения комплексных вакуумных ионно-плазменных покрытий для повышения сопротивления усталости компрессорных лопаток ГТД 81
2.5 Методика обработки экспериментальных данных 85
2.6 Общая методика и программа проведения исследований 86
Выводы по второй главе 88
3 Исследование влияния комплексной вакуумной ионно-плазменной обработки на свойства лопаток и их материала после изготовления и эксплуатации 90
3.1 Параметры шероховатости поверхности, способствующие повышению сопротивления усталости и циклической долговечности лопаток 90
3.2 Исследование микроструктуры и микротвёрдости 92
3.3 Рентгеноструктурный анализ и элементный состав приповерхностного слоя 98
3.4 Результаты механических испытаний 104
3.5 Исследование распределения остаточных напряжений во всём объёме лопаток компрессора 107
3.6 Исследование распределения остаточных напряжений в приповерхностном слое лопаток компрессора 111
3.7 Определение ЧСК лопаток компрессора по первой изгибной форме колебаний 117
3.8 Исследование сопротивления усталости лопаток при симметричном и асимметричном изгибе, а также с концентратором напряжений
3.8.1 Исследование сопротивления усталости лопаток при симметричном изгибе 123
3.8.2 Влияние асимметрии цикла на сопротивление усталости лопаток 130
3.8.3 Исследование влияния концентрации напряжений на сопротивление усталости лопаток при симметричном изгибе 131
3.9 Фрактографический анализ усталостных изломов 136
3.9.1 Фрактографический анализ изломов после испытаний на усталость при симметричном изгибе 136
3.9.2 Фрактографический анализ изломов после испытаний на усталость с концентратором напряжений при симметричном изгибе 140
3.10 Испытания на эрозионный износ 142
Выводы по третьей главе 146
4 Разработка рекомендаций по применению комплексной вакуумной ионно плазменной обработки для повышения долговечности при ремонте лопаток компрессора ГТД из титановых сплавов и их диагностике 149
4.1 Рекомендации по проведению ремонта лопаток компрессора ГТД исходя из их повреждаемости и повышения сопротивления усталости 149
4.2 Рекомендации по проведению диагностики лопаток компрессора ГТД 156
4.3 Практическая реализация комплексной вакуумной ионно-плазменной обработки в составе газотурбинного привода 158
Выводы по четвёртой главе 160
Заключение 161
Список сокращений и условных обозначений 163
Список литературы
