ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................. 5
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ...................................................................... 14
1.1 Материалы узлов газотурбинных двигателей морского назначения и условия их эксплуатации .............................................................................................................. 15
1.2 История создания жаропрочных никелевых сплавов и методы повышения их жаропрочности .......................................................................................................... 17
1.3 Пористость, влияние на эксплуатационные характеристики жаропрочных никелевых сплавов. Метод газостатического прессования .................................. 21
1.4 Метод программного нагружения. Старение дисперсионно-твердеющих сплавов под напряжением ........................................................................................ 25
1.5 Солевая коррозия жаропрочных никелевых сплавов ...................................... 37
1.6 Методы повышения сопротивления солевой коррозии лопаток газотурбинного двигателя морского назначения ............................................................................... 42
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ........................................................................................ 47
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ ........................... 50
2.1 Материалы исследования ................................................................................... 50
2.2 Изготовление образцов из монокристаллического жаропрочного никелевого сплава марки СЛЖС5-ВИ ......................................................................................... 50
2.3 Методы исследования ......................................................................................... 53
2.3.1 Измерение температурного коэффициента линейного расширения. Определение максимальных напряжений и скорости деформации в ходе проведения термомеханического нагружения сжатием ........................................ 53
2.3.2 Измерение модуля нормальной упругости .................................................... 54
2.3.3 Исследование механических свойств и характеристик жаропрочности .... 55
2.3.4 Методика определения жаропрочности ......................................................... 55
2.3.5 Проведение коррозионных испытаний на солевую коррозию .................... 59
2.3.6 Исследование пористости ............................................................................... 66
2.3.6.1 Измерение удельного электрического сопротивления ............................. 66
2.3.6.2 Измерение плотности .................................................................................... 66
2.3.6.3 Измерение методом физической сорбции .................................................. 66
2.3.7 Исследование микроструктуры, локального химического состава и фрактографический анализ ...................................................................................... 67
2.3.8 Количественная оценка параметров микроструктуры ................................. 68
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2 .............................................................................................. 71
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА СПОСОБА ПОВЫШЕНИЯ ЖАРОПРОЧНОСТИ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЕГО ВЛИЯНИЯ НА СЛУЖЕБНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЖАРОПРОЧНОГО НИКЕЛЕВОГО СПЛАВА МАРКИ СЛЖС5-ВИ ................. 72
3.1 Разработка способа термомеханического нагружения сжатием сплава марки СЛЖС5-ВИ ................................................................................................................ 72
3.2 Методика консервативной оценки напряжений и скорости деформации образца в оправке в ходе проведения термомеханического нагружения .......................... 75
3.3 Расчет устойчивости образца в оправке в ходе проведения термомеханического нагружения сжатием ................................................................................................. 81
3.4 Влияние термомеханического нагружения сжатием на механические свойства при растяжении сплава марки СЛЖС5-ВИ ............................................................ 84
3.5 Влияние термомеханического нагружения сжатием на характеристики жаропрочности сплава марки СЛЖС5-ВИ ............................................................. 85
3.6 Влияние термомеханического нагружения сжатием на микроструктуру сплава марки СЛЖС5-ВИ ..................................................................................................... 90
3.6.1 Фрактографические исследования изломов .................................................. 90
3.6.2 Исследование микропористости, неметаллических включений и карбидов101
3.6.3 Исследование ликвационной неоднородности ........................................... 113
3.6.4 Исследование морфологии γ`-фазы, выделяющейся в процессе старения117
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3 ............................................................................................ 120
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА СПОСОБА ПОВЫШЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ СОЛЕВОЙ КОРРОЗИИ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЕГО ВЛИЯНИЯ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ СОЛЕВОЙ КОРРОЗИИ СПЛАВА МАРКИ СЛЖС5-ВИ 122
4.1 Экспериментальное подтверждение целесообразности разработки способа повышения сопротивления солевой коррозии ..................................................... 122
4.2 Разработка способа термодиффузионного алитирования сплава марки СЛЖС5-ВИ .............................................................................................................................. 129
4.3 Исследование сопротивления солевой коррозии жаропрочных никелевых сплавов ...................................................................................................................... 131
4.3.1 Оценка скорости коррозии жаропрочных никелевых сплавов ................. 132
4.3.2 Влияние солевой коррозии на сплав марки СЛЖС5-ВИ без алитированного слоя ........................................................................................................................... 136
4.3.3 Влияние солевой коррозии на сплав марки СЛЖС5-ВИ после термодиффузионному алитированию ................................................................... 146
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4 ............................................................................................ 152
ГЛАВА 5. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ СЖАТИЕМ И ТЕРМОДИФФУЗИОННОГО АЛИТИРОВАНИЯ ДЛЯ РАБОЧИХ ЛОПАТОК ................................................................................................................ 156
5.1 Анализ возможности применения термомеханического нагружения сжатием для рабочих лопаток газотурбинных двигателей ................................................ 156
5.2 Методика консервативной оценки напряжений и скорости деформации изделия в оправке в ходе проведения термомеханического нагружения сжатием ........ 160
5.3 Способ термодиффузионного алитирования литого монокристаллического сплава марки СЛЖС5-ВИ ....................................................................................... 163
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 5 ............................................................................................ 168
ВЫВОДЫ ................................................................................................................. 169
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ............................................... 172
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Акт внедрения ........................................................................ 198
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Акт об использовании результатов работы ......................... 199
ПРИЛОЖЕНИЕ В. ТИ.25221.00001-2023. Технологическая инструкция ........ 200
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Патент на изобретение .......................................................... 203
