СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ ............................................................................................................. 2
ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ .............................................. 5
ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................................... 6
ГЛАВА 1 ВЛИЯНИЕ ЭКСПЛУТАЦИОННЫХ ФАКТОРОВ НА СТРУКТУРУ
И СВОЙСТВА ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ И ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ
ЛОПАТОК ТУРБИН СОВРЕМЕННЫХ ГТД ....................................................... 13
1.1 Оценка повреждаемости лопаток газовых турбин современных и
перспективных ГТД .................................................................................................. 13
1.2 Способы защиты лопаток газовых турбин от газовой коррозии ................... 22
1.3 Влияние защитных покрытий на долговечность лопаток газовых турбин ... 30
1.4 Заключение по литературному обзору и постановка задач исследования ... 37
ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ...................................... 39
2.1 Объекты исследования ....................................................................................... 39
2.2 Методы исследования ......................................................................................... 42
ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ НАНЕСЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ
ДИФФУЗИОННЫХ ПОКРЫТИЙ НА ЛОПАТКИ ТУРБИН И
ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ ....................................................... 47
3.1 Исследование технологии получения покрытия системы Co-Cr-Al-Si,
двухстадийным методом на сплавах ЧС88У, ЧС104, ЖС6У и ЖС32 ................. 47
3.1.1 Разработка двухстадийного порошкового способа нанесения покрытия
системы (Co-Cr-Si)+(Cr+Al) на лопатки газовых турбин ..................................... 47
3.1.2 Разработка способа нанесения двухстадийного
кобальтхромоалитированного покрытия газовым циркуляционным методом .. 52
3
3.1.3 Исследование коррозионной стойкости покрытий, полученных газовым
циркуляционным кобальтхромоалитированием и газовым циркуляционным
кобальтхромированием и шликерным алюмосилицированием ........................... 59
3.1.4 Исследование жаростойкости покрытий, полученных газовым
кобальтхромоалитированием и газовым кобальтхромированием и шликерным
алюмосилицированием ............................................................................................. 65
3.2 Исследование влияния состава и структуры покрытия ВСДП-11 (Al-Si-Y) и
покрытия СДП-2 (Ni-Cr-Al-Y) на долговечность лопаток газовых турбин ........ 74
3.2.1 Исследование изменений состава и структуры поверхностного слоя лопаток
турбин при нанесении покрытия ВСДП-11 (Al-Si-Y) ........................................... 75
3.2.2 Исследование изменений состава и структуры поверхностного слоя лопаток
турбин при нанесении покрытия СДП-2 (Ni-Cr-Al-Y) .......................................... 79
3.2.3 Исследование жаростойкости покрытий ВСДП-11 (Al-Si-Y)
и СДП-2 (Ni-Cr-Al-Y) ................................................................................................ 83
3.3 Разработка способа создания барьерных фаз в жаростойких покрытиях на
лопатках газовых турбин из жаропрочных никелевых сплавов .......................... 91
3.4 Исследование жаростойкости жаропрочных титановых сплавов с
многокомпонентным покрытием АЖ-8 (Ni-Cr-Al-Ta-W-Hf-Si-Y) ...................... 98
Выводы по главе 3 ................................................................................................... 113
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ НАНЕСЕНИЯ
КОМБИНИРОВАННЫХ КОНДЕНСАЦИОННО-ДИФФУЗИОННЫХ
ПОКРЫТИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГИП .............................................................. 116
4.1 Разработка комбинированного покрытия, полученного методами газового
циркуляционного алитирования и хромоалитирования с вакуумно-плазменным
напылением ВСДП-11 и промежуточным горячим изостатическим прессованием
(ГИП) ........................................................................................................................ 116
4
4.1.1 Нанесение покрытий методами газового циркуляционного алитирования и
хромоалитирования на образцы. Исследование состава и структуры покрытий
................................................................................................................................... 117
4.1.2 Отработка технологии горячего изостатического прессования покрытий,
полученных газовым циркуляционным алитированием и хромоалитированием
................................................................................................................................... 119
4.1.4 Исследование жаростойкости комбинированных покрытий на образцах 126
4.1.5 Разработка газовых технологий нанесения комбинированных покрытий на
лопатки турбины с наплавкой на бандажные полки износостойкого сплава
СМ-64 с промежуточным горячим изостатическим прессованием (ГИП).
Исследование состава и структуры покрытий ..................................................... 132
4.2 Исследование жаростойкости комбинированных покрытий на лопатках
турбин, полученных газовым циркуляционным алитированием и
хромоалитированием .............................................................................................. 141
4.2.1 Исследование жаростойкости газового циркуляционного алитированного и
хромоалитированного покрытия с применением горячего изостатического
прессования на лопатках турбин ........................................................................... 141
4.2.2 Исследование жаростойкости комбинированных покрытий на лопатках
турбин с применением горячего изостатического прессования ........................ 150
Выводы по главе 4 ................................................................................................... 157
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ ........................................................................................... 160
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ....................................................................................... 163
ПРИЛОЖЕНИЕ ......................................................................................................... 175
