| 2016 №03 (06) |
DOI of Article 10.15407/sem2016.03.07 |
2016 №03 (08) |
Современная электрометаллургия, 2016, #3, 35-50 pages
Оптимизация процесса восстановительной наплавки и термообработки компонентов ГТД из сплава Inconel 738
А. Ф. Белявин1, В. В. Куренкова1, Д. А. Федотов1, С. Г. Салий2, А. П. Щербинин2
1ООО «Патон Турбайн Текнолоджиз». 030328, г. Киев, ул. Ракетная, 26. Е-mail: VKurenkova@patontt.com
2ПРТП «Укргазэнергосервис», филиал ДК «Укртрансгаз» НАК «Нафтогаз Украины». 08151, г. Боярка, ул. Маяковского, 49.
Abstract
Inconel 738 — никелевый дисперсионно-упрочненный жаропрочный сплав многие годы успешно эксплуатируется как базовый материал для лопаток индустриальных газовых турбин. Комбинация высокотемпературной прочности и сопротивления коррозии оптимально подходят для компонентов горячего тракта турбин. Необходимость повышения производительности газотурбинных установок, а также рост стоимости производства лопаток являются важными факторами, приводящими к необходимости развития ремонтных технологий. Однако при восстановлении лопаток из сплава Inconel 738 после длительной эксплуатации способом наплавки/сварки очень остро стоит проблема возникновения дефектов в виде кристаллизационных трещин в зоне термического влияния формируемых швов. В работе рассмотрен способ ремонта TIG-наплавкой с применением различных видов присадочных материалов, а именно сплавов IN 738, IN 625, PWA 795. Показано, что использование низколегированного никелевого сплава IN 625 и никель-кобальтового сплава PWA 795 обеспечивает формирование бездефектных наплавленных швов с необходимыми характеристиками при соблюдении определенных технологических приемов. Оптимизация восстановительной термообработки после наплавки позволяет не только восстановить структуру базового материала изделия, но и обеспечить наплавляемым швам достаточную жаропрочность и жаростойкость. Библиогр. 13, табл. 2, ил. 13.
Ключевые слова: газотурбинные двигатели; TIG-наплавка; восстановительная термообработка; кристаллизационная трещина; наплавленный шов; зона термического влияния; ликвационная неоднородность; микротвердость; дисперсионно-упрочненный материал; жаропрочность; жаростойкость
Received: 30.12.15
Published: 14.09.16
References
1. Alloy IN-738: Technical Date. INCO, The International Nickel CoMPany INC, One New York Plaza, New York.
2. Nejat, A., Hamedi, H. (2013) Numerical investigation of clocking in a two-stage gas turbine. Energyequipsys, 1, 91–97.
3. Thakur, A. (1997) Microstructural responses of nickel base cast IN-738 to a variety of pre-weld heat-treatments: Diss.
4. Wangyao, P., Homkrajai, W., Asavavisithchai, S. (2009) Effect of postweld heat treatments on TIGwelded microstructures of superalloy, IN-738. Chiang Mai J. Sci., 36 (3), 320–330.
5. Belyavin, A.F., Fedotov, D.A., Kurenkova, V.V. et al. (2013) Restoration of single-crystal blades by using argon-arc surfacing and spraying of heat-protective coating. Part 1. Sovrem. Elektrometall., 1, 49–57.
6. (2004) Special metals, welding products company, copyright special metals corporation. Publication Number SMC-01 1. www.specialmetals.com.
7. (2011) Special metals, copyright special metals corportion. www.specialmetals.com/products/data/_625.htlm.
8. Thamer Amin D., Mohammed H. Hafiz, Baha S. Mahdi (2012) Mechanism of building-up deposited layer during electro-spark deposition. J. of Surface Engineered Materials and Advanced Technology, 2, 258–263. https://doi.org/10.4236/jsemat.2012.24039
9. Yfhmi, Y., Maamache, B., Belkessa, B. Welding repair of nickel based superalloys — Inconel 738. Welding and NDT Center, Metallurgy and Mechanical Unit, Cheraga, Algiers. https://library.csc.dz/media/articles/201504/WELDING-REPAIR...
10. Belyavin, A.F., Fedotov, D.A., Kurenkova, V.V. et al. (2013) Restoration of single-crystal blades by using argon-arc surfacing and spraying of heat-protective coating. Part 2. Sovrem. Elektrometall., 2, 48–54.
11. Belyavin, A.F., Kurenkova, V.V., Fedotov, D.A (2014) Fatigue life of deposited repair welds on single-crystal high-temperature nickel alloy under cyclic oxidation. The Paton Welding J., 2, 13–25. https://doi.org/10.15407/tpwj2014.02.02
12. Belyavin, A.F., Kurenkova, V.V., Fedotov, D.A (2015) Thermal fatigue life of heat-protective coating on single-crystal blade after airfoil edge restoration by TIG surfacing. Sovrem. Elektrometall., 1, 31–43. https://doi.org/10.15407/sem2015.01.06
13. Bia, G., Gasserb, A. (2011) Restoration of nickel-base turbine blade knife-edges with controlled laser aided additive manufacturing. Physics Procedia, 12, 402–409. https://doi.org/10.1016/j.phpro.2011.03.051