Введение
1. Исследование необратимых структурных изменений в никелевых жаропрочных сплавах в процессе длительной эксплуатации рабочих лопаток турбины 8
1.1. Формирование упрочняющей у фазы в результате высокотемпературных технологических нагревов при изготовлении лопаток и образование «рафт» структуры в процессе длительной эксплуатации 8
1.2. Исследование особенностей образования ТПУ фаз в никелевых жаропрочных сплавах в технологическом цикле производства турбинных лопаток и в процессе эксплуатации 16
1.3. Развитие карбидных реакций в жаропрочных никелевых сплавах в процессе изготовления и эксплуатации рабочих лопаток ГТД 25
1.4. Структурная повреждаемость и работоспособность рабочих лопаток турбины с равноосной, направленной и монокристаллической структурой 29
Выводы по главе 1 43
2. Особенности эксплуатационных повреждений и разрушений рабочих лопаток первых ступеней ГТД и ГТУ 45
2.1. Статический обрыв пера рабочих лопаток турбины 45
2.2. Термоусталостное и усталостное разрушение рабочих лопаток с равноосной и монокристаллической структурой 52
Выводы по главе 2 74
3. Исследование условий образования технологических пор в жаропрочных никелевых сплавах и разработка способов их устранения 75
3.1. Формирование усадочной и газовой пористости при литье турбинных лопаток из никелевых жаропрочных сплавов 75
3.2. Образование пор в рабочих лопатках турбины с монокристаллической и равноосной структурой в процессе технологических нагревов 81
3.3. Образование зернограничных пор в рабочих лопатках турбины с направленной и равноосной структурой на операциях глубинного шлифования елки хвостовика и электроннолучевой пайки износостойких пластин 91
3.4. Применение ГИП для устранения технологических пор в турбинных лопатках из жаропрочных никелевых сплавов 93
3.5. Разработка технологии ГИП охлаждаемых турбинных лопатках из жаропрочных никелевых сплавов 99
3.5.1. Разработка технологии ГИП рабочих лопаток ТНД ГТД АЛ-31Ф из жаропрочного сплава ЖС6У-ВИ 100
3.5.2. Разработка технологии ГИП монокристаллических рабочих лопаток ТВД ГТД АЛ-31Ф из жаропрочного сплава ЖС32-ВИ 104
Выводы по главе 3 110
4. Исследование механизма и условий образования хрупких технологических трещин в монокристаллических отливках рабочих лопаток ГТД охлаждаемой конструкции 112
4.1. Исследование взаимодействия щелочных и кислотных электролитов с жаропрочными никелевыми сплавами 113
4.2. Оценка напряженно-деформированного состояния монокристаллических охлаждаемых лопаток с керамическим стержнем внутри после кристаллизации 122
4.3. Отработка технологии релаксационного отжига монокристаллических жаропрочных сплавов ЖС32-ВИ и ЖС26-ВИ с целью снижения величины объемных растягивающих напряжений лопаток перед операцией удаления керамических стержней 131
4.4. Отработка технологии удаления керамических стержней из монокристаллических отливок турбинных лопаток из жаропрочных сплавов ЖС32-ВИ и ЖС26-ВИ 134
Выводы по главе 4 137
5. Исследование анизотропии свойств жаропрочных никелевых сплавов и регламентация кристаллографической ориентировки сплавов в составе рабочих лопаток охлаждаемой и неохлаждаемой конструкции 139
5.1. Применение жаропрочного сплава ЖС6У-ВИ для изготовления монокристаллических охлаждаемых лопаток ТВД ГТД Д-18Т. Исследование анизотропии прочностных, пластических характеристик и длительной прочности монокристаллических образцов и усталостной прочности монокристаллических рабочих лопаток ТВД 140
5.2. Обоснование выбора оптимальной КГО монокристаллического жаропрочного сплава для охлаждаемых и неохлаждаемых рабочих лопаток турбины 150
5.3. Разработка метода определения аксиальной, азимутальной КГО и разориентировки субструктуры монокристаллических жаропрочных сплавов в рабочих лопатках турбины 156
5.4. Разработка метода усталостных испытаний рабочих лопатках турбины с направленной макроструктурой 159
Выводы по главе 5 164
6. Исследование повреждения рабочих лопаток турбины в результате окисления, эрозии и сульфидной коррозии и разработка технологии ремонта лопаток 165
6.1. Эрозия защитных диффузионных покрытий и сульфидное коррозионное повреждение внутренних поверхностей охлаждаемых каналов рабочих лопаток турбины 168
6.2. Разработка технологии ремонта лопаток ГТД с использованием восстановительного отжига в водородной среде 172
6.3. Разработка восстановительного ремонта рабочих лопаток ГТД с применением ГИП и защитой контактных поверхностей елки хвостовика 175
Выводы по главе 6 183
Общие выводы 184
Литература 185
Список работ, опубликованных по теме диссертации 197
Приложения
