Сучасна електрометалургія, 2026, №01

2026 №01 (04)

DOI of Article 10.37434/sem2026.01.05

2026 №01 (06)

---

Сучасна електрометалургія, 2026, #1, 38-47 pages

Комплексний підхід до визначення параметрів ремонту титанових деталей газоповітряного тракту газотурбінних двигунів

В.С. Єфанов¹ , О.В. Овчинников¹ , Г.М. Лаптєва² , Ю.В. Поліщук¹ , К.М. Сухий¹

¹Український державний університет науки і технологій. 49010, м. Дніпро, вул. Лазаряна, 2 E-mail: vsyefanov@gmail.com
²Національний університет «Запорізька політехніка». 69063, м. Запоріжжя, вул. Університетська, 64

Реферат
Перспективи та економічна ефективність виробів з титанових сплавів насамперед залежать від терміну їх служби, а це безпосередньо пов’язано з можливістю відновлення цих деталей. Ремонтопридатність деталей газотурбінних двигунів (ГТД) загалом визначає їх конкурентоспроможність. запропоновано використовувати присадочні матеріали з субмі- крокристалічною структурою для ремонту деталей ГТД методами зварювання. Встановлено їх оптимальний хімічний склад, спосіб виготовлення та заходи щодо регулювання структури таких присадочних матеріалів. Також визначено оптимальні параметри режиму аргонодугового зварювання та післязварювальної термічної обробки. Механічні вла- стивості зварних з’єднань, отриманих з використанням експериментальних присадочних матеріалів, вищі порівня- но зі зразками, отриманими з використанням серійних присадочних матеріалів. Макро- та мікроструктура зварних з’єднань має значно меншу кількість дефектів різного походження порівняно зі зразками, виготовленими з серійних зварювальних матеріалів. Було проведено моделювання та розрахунок моноколеса методом скінченних елементів для прогнозування зон та ступеня руйнування під час експлуатації з метою розробки оптимальної технології відновлення. Бібліогр. 25, табл. 2, рис. 9.
Ключові слова: титановий сплав, зварювальні матеріали, зварне з’єднання, хімічний склад, структура, механічні властивості, деф?кти

Отримано 04.11.2025
Отримано у переглянутому вигляді 12.01.2026
Затверджено до друку 31.03.2026
Розміщено онлайн 14.04.2026

Список літератури

1. Ostash, O.P., Fedirko, V.M., Uchanin, V.M. et al. (2007) Mechanics of structure and value of materials. Ed. by O.P. Ostash, V.M. Fedirko. Lviv, Spolom [in Ukrainian].
2. (1994) Materials properties handbook: Titanium alloys. Eds by R. Boyer, G. Welsch, E.W. Collings. ASM International. The Material Information Society.
3. Pogrelyuk, I.M., Fedirko, V.M. (2011) Problems of surface engineering of titanium alloys. Ed. by V.V. Panasyuk. Lviv, Spolom, 121–138 [in Ukrainian].
4. Crossley, F.A. (1985) Elevated temperature mechanical properties of transage 175 alloys (Ti‒2.3Al‒13V‒7Sn‒2Zr). SAMPE Quarterly, 17(3), 5–12.
5. Ovchinnikov, O.V. (2004) Influence of structural officials in the field of ruining titanium alloys. Mashynoznavstvo, 1(79), 47–50 [in Ukrainian].
6. Johnsen, M.R. (1999) Friction stir welding takes off at boeing. Welding J., (2), 35–39.
7. Petrik, I.A. (2007) Welding and brazing restoration processes of gas turbine engine blades made of difficult-to-weld nickeland titanium-based alloys: Abstract of PhD thesis. ZNTU, 22 [in Ukrainian].
8. Chao, Y.J., Qi, X. (1998) Thermal and thermo-mechanical modeling of friction stir welding of aluminum alloy 6061-T6. J. of Materials Processing & Manufacturing Science, 7(2), 215–233. https://doi.org/10.1106/LTKR-JFBM-RGMV-WVCF
9. Frigaard, O., Grong, O., Midling, O.T. (2001) A process model for friction stir welding of age hardening aluminum alloys. Metallurgical and Materials Transact. A: Physical Metallurgy and Materials Science, 32(5), 1189–1200. https://link.springer.com/article/10.1007/s11661-001-0128-4 https://doi.org/10.1007/s11661-001-0128-4
10. Ryabtsev, A.D., Friedrich, B., Troyansky, A. (2011) The refining and alloying of titanium in the process of chamber electroslag remelting. In: Proc. of the Inter. Workshop on Metal-Slag Interactions on Slags and Fluxes in Modern Metallurgy, September 14–19, Yalta, Crimea, Ukraine. Aachen, Shaker Verlag, 175–188.
11. Fedirko, V.M., Pogrelyuk, I.M., Yaskiv, O.I. (2009) Thermal diffusion multicomponent saturation of titanium alloys. Kyiv, Naukova Dumka [in Ukrainian].
12. Tang, W., Guo, X., McClure, J.C. (1998) Heat input and distribution temperature in friction stir welding. J. of Materials Processing & Manufacturing Science, 7(2), 163–172. https://doi.org/10.1106/55TF-PF2G-JBH2-1Q2B
13. Thomas, W.M., Johnson, K.I., Wiesner, C.S. (2003) Friction stir welding: recent developments in tool and process technologies. Advanced Engineering Materials, 5(7), 485–490. https://doi.org/10.1002/adem.200300355
14. Nalwa, H.S. (2001) Nanostructured materials and technology. Elsevier.
15. Ajayan, P.M. (2003) Nanocomposite science and technology. Wiley-VCH GmbH Co. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/3527602127 https://doi.org/10.1002/3527602127
16. Kelsall, R. (2005) Nanoscale science and technology. Wiley and Sons. https://doi.org/10.1002/0470020873
17. Ivanishenko, Yu., Kurmanaeva, L., Weissmueller, J. (2009) Deformation mechanisms in nanocrystalline palladium at large strains. Acta Materialia, 57, 3391–3401. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2009.03.049
18. Zhu, Y., Kolobov, Yu.R., Grabovetskaya, G.P. et al. (2003) Microstructures and mechanical properties of ultrafine-grained Ti foil processed by equal-channel pressing and cold rolling. J. of Materials Research, 18(4), 1011–1016. https://doi.org/10.1557/JMR.2003.0138
19. Valiev, R.Z., Islamgaliev, R.C., Alexandrov, I.V. (2000) Bulk nanostructured materials from severe plastic deformation. Progress in Materials Science, 45, 103–189. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0079642599000079?via%3Dihub https://doi.org/10.1016/S0079-6425(99)00007-9
20. Stolyarov, V.V., Latysh, V.V., Valiev, R.Z. et al. (2000) Investigation and application of severe plastic deformation. NATO Science Series, 3, 80–91.
21. Carleton University (2025) Element Mapping. https://serc.carleton.edu/msu_nanotech/methods/elementmapping.html
22. Zherebtsov, S., Salishev, G., Galeev, R. et al. (2005) Mechanical properties of submicrocrystalline Ti‒6Al‒4V titanium alloy produced by severe plastic deformation. J. of JSEM, 5(3), 92–96.
23. Varyukhin, V., Beygelzimer, Y., Kulagin, R., Reshetov, A. (2011) Obtaining nanostructured titanium by twist extrusion. In: Proc. of the 12th World Conf. on Titanium, Vol. III, 2011. https://cdn.ymaws.com/titanium.org/resource/resmgr/ZZ_WTCP_2011_Re-Do/V3/2011_Vol.3-3-Obtaining_Nanos.pdf
24. (2016) ASTM E8/E8M Standard test methods for tension testing of metallic materials. https://www.astm.org/e8_e8m-16.html
25. (2020) DSTU EN ISO/IEC 17025:2019: General requirements for the competence of testing and calibration laboratories [in Ukrainian]. https://www.scribd.com/document/53054 6617/%D0%94%D0%A1%D0%A2%D0%A3317025-2019

---

Ця стаття у відкритому доступі за Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

---

Рекомендоване цитування

В.С. Єфанов, О.В. Овчинников, Г.М. Лаптєва, Ю.В. Поліщук, К.М. Сухий (2026) Комплексний підхід до визначення параметрів ремонту титанових деталей газоповітряного тракту газотурбінних двигунів. Сучасна електрометалургія, 01, 38-47. https://doi.org/10.37434/sem2026.01.05