Eng
Ukr
Rus
Печать

2017 №12 (08) DOI of Article
10.15407/as2017.12.01
2017 №12 (02)

Автоматическая сварка 2017 #12
Журнал «Автоматическая сварка», № 12, 2017 г., с. 13-21

Автоматизированное проектирование состава технологичного жаропрочного сплава на никелевой основе для изготовления цельнолитых сопловых аппаратов

С. В. Гайдук1, В. В. Кононов1, В. В. Куренкова2
1Запорожский нац. технический университет (ЗНТУ). 69063, г. Запорожье, ул. Жуковского, 64. E-mail: rector@zntu.edu.ua
2ООО «Патон Турбайн Текнолоджиз». 036028, г. Киев, ул. Ракетная, 26. E-mail: VKurenkova@patontt.com

По алгоритму разработанной комплексной расчетно-аналитической методики спроектирован новый литейный жаропрочный коррозионностойкий никелевый сплав ЖС3ЛС-М для изготовления цельнолитых сопловых аппаратов, имеющий жаропрочность σ40975= 180...200 МПа на уровне промышленного жаропрочного некоррозионностойкого сплава ВЖЛ12Э, а также технологическую свариваемость и коррозионную стойкость на уровне промышленного свариваемого коррозионностойкого сплава ЖСЗЛС. Библиогр. 24, табл. 11, рис. 1.

Ключевые слова: литейные жаропрочные никелевые сплавы, параметры работоспособности; комплексная расчетно-аналитическая методика, регрессионная модель, регрессионное уравнение, служебные свойства; свариваемость

Поступила в редакцию 22.11.2017
Подписано в печать 05.12.2017

Список литературы
  1. Каблов Е. Н. (2006) Литейные жаропрочные сплавы. Эффект С. Т. Кишкина: Науч.-техн. сб.: к 100-летию со дня рождения С. Т. Кишкина. Е. Н. Каблов (ред.). Москва, Наука.
  2. Каблов Е. Н. (2007) 75 лет. Авиационные материалы. Избранные труды «ВИАМ» 1932–2007. Юбилейный научно-технический сборник. Е. Н. Каблов (ред.) Москва, ВИАМ.
  3. Шалин Р. Е., Светлов И. Л., Качанов Е. Б. и др. (1997) Монокристаллы никелевых жаропрочных сплавов. Москва, Машиностроение.
  4. Кишкин С. Т., Строганов Г. Б., Логунов А. В. (1987) Литейные жаропрочные сплавы на никелевой основе. Москва, Машиностроение.
  5. Патон Б. Е., Строганов Г. Б., Кишкин С. Т. и др. (1987) Жаропрочность литейных никелевых сплавов и защита их от окисления. Киев, Наукова думка.
  6. Каблов Е. Н. (2001) Литые лопатки газотурбинных двигателей (сплавы, технология, покрытия). Москва, МИСИС.
  7. Симс Ч. Т., Столофф Н. С., Хагель У. К. (1995) Суперсплавы II. Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок; пер. с англ. в 2-х кн. Р. Е. Шалин (ред.). Москва, Металлургия.
  8. Коваль А. Д., Беликов С. Б., Санчугов Е. Л., Андриенко А. Г. (1990) Научные основы легирования жаропрочных никелевых сплавов, стойких против высокотемпературной коррозии (ВТК). Запорож. машиностр. ин-т. (Препринт).
  9. Никитин В. И. (1987) Коррозия и защита лопаток газовых турбин. Ленинград, Машиностроение.
  10. Химушин Ф. Ф. (1969) Жаропрочные сплавы. Москва, Металлургия.
  11. Du Pont J. N., Lippold J. C., Kiser S. D. (2009) Welding metallurgy and weldability of nickel-base alloys. New Jersey, pp. 298–326.
  12. Гайдук С. В. (2015) Комплексная расчетно-аналитическая методика для проектирования литейных жаропрочных никелевых сплавов. Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні, 2, 92–103.
  13. Morinaga M., Yukawa N., Adachi H., Ezaki H. (1984) New PHACOMP and its application to alloy design. Supearalloys, AIME, рр. 523–532.
  14. Морозова Г. И. (2012) Компенсация дисбаланса легирования жаропрочных никелевых сплавов. Металловедение и термическая обработка металлов, 12(690), 52–56.
  15. Морозова Г. И. (1993) Сбалансированное легирование жаропрочных никелевых сплавов. Металлы, 1, 38–41.
  16. Гайдук С. В., Тихомирова Т. В. (2015) Применение аналитических методов для расчета химического состава ?-, ??-фаз и параметров фазовой стабильности литейных жаропрочных никелевых сплавов. Авиационно-космическая техника и технология, 9, 33–37.
  17. Гайдук С. В., Кононов В. В., Куренкова В. В. (2015) Получение прогнозирующих математических моделей для расчета термодинамических параметров литейных жаропрочных никелевых сплавов. Современная электрометаллургия, 4, 31–37.
  18. Гайдук С. В., Кононов В. В., Куренкова В. В. (2016) Регрессионные модели для прогнозирующих расчетов коррозионных параметров литейных жаропрочных никелевых сплавов. Там же, 3, 51–56.
  19. Гайдук С. В., Тихомирова Т. В. (2015) Применение CALPHAD-метода для расчета количества ??-фазы и прогнозирования длительной прочности литейных жаропрочных никелевых сплавов. Металлургическая и горнорудная промышленность, 6, 64–68.
  20. Saunders N., Fahrmann M., Small C. (2000) The Application of CALPHAD Calculations to Ni-Based Superalloys. Superalloys 2000. рр. 803–811.
  21. Гайдук С. В., Кононов В. В., Куренкова В. В. (2015) Расчет фазового состава литейного жаропрочного коррозионно-стойкого никелевого сплава методом CALPHAD. Современная электрометаллургия, 3, 35–40.
  22. Вертоградский В. А., Рыкова Т. П. (1984) Исследование фазовых превращений в сплавах типа ЖС методом ДТА. Жаропрочные и жаростойкие стали и сплавы на никелевой основе. Москва, Наука, сс. 223–227.
  23. Гайдук С. В., Баликов С. Б., Кононов В. В. (2004) О влиянии тантала на характеристические точки жаропрочных никелевых сплавов. Вестник двигателестроения, 3, 99–102.
  24. Гайдук С. В., Петрик И. А., Кононов В. В. (2015) Сравнительные исследования свариваемости литейных жаропрочных никелевых сплавов. Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні, 1, 82–88.

Читати реферат українською



С. В. Гайдук1, В. В. Кононов1, В. В. Куренкова2
1Запорізький нац. технічний університет (ЗНТУ). 69063, м. Запоріжжя, вул. Жуковського, 64. E-mail: rector@zntu.edu.ua
2ООО «Патон Турбайн Текнолоджіз». 036028, м. Київ, вул. Ракетна, 26. E-mail: VKurenkova@patontt.com

Автоматизоване проектування складу технологічного жароміцного сплаву на нікелевій основі для виготовлення цільнолитих соплових апаратів

За алгоритмом розробленої комплексної розрахунково-аналітичної методики спроектований новий ливарний жароміцний корозійностійкий нікелевий сплав ЖС3ЛС-М для виготовлення цільнолитих соплових апаратів, що має жароміцність σ40975 = 180...200 МПа на рівні промислового жароміцного некорозійностійкого сплаву ВЖЛ12Е, а також технологічну зварюваність і корозійну стійкість на рівні промислового зварюваного корозійностійкого сплаву ЖС3ЛС. Бібліогр. 24, табл. 11, рис. 1.

Ключові слова: ливарні жароміцні нікелеві сплави, параметри працездатності; комплексна розрахунково-аналітична методика, регресійна модель, регресійне рівняння, службові властивості; зварюваність


Read abstract and references in English


S. V. Gajduk1, V. V. Kononov1, V. V. Kurenkova2
1Zaporozhye National Technical University. 64 Zhukovsky Str.,  69063, Zaporozhye. E-mail: rector@zntu.edu.ua
2LCC «Paton Turbine Technologies». 26 Raketnaya Str. 630028, Kyiv. E-mail: VKurenkova@patontt.com
 
Automated designing of heat-resistant alloy composition on nickel base for manufacture of all-cast nozzle appliances
 
According to the algorithm of a comprehensive analytical solution method (CASM), a new high-temperature corrosion-resistant nickel-base cast alloy ZMI-ZU-М1 has been developed for manufacture of turbine blades by the method of a directional (mono-) crystallization. The developed alloy is characterized by the corrosion resistance at the level  of the industrial corrosion-resistant alloy ZMI-ZU, having the improved high-temperature properties (σ40975 = 260 MPa) at the level of the aircraft high-temperature nickel-base cast alloy ZhS26 VI with the directed crystallization. 27 Ref., 11 Tabl., 2 Fig.
 
Keywords: high-temperature nickel-base cast alloys; performance parameters; CASM-technique; regression model; regression equation; service properties; weldability

References
  1. Kablov, E.N. (2006) Cast high-temperature alloys. S.T. Kiskin effect. In: Transact. to 100th Anniversary of S.T. Kishkin. Ed. by Kablov. Moscow, Nauka [in Russian].
  2. Kablov, E.N. (2007) 75 years. Aviation materials. Selected works of VIAM: Jubelee Scient.-Techn. Transact. Ed. by E.N. Kablov. Moscow, VIAM [in Russian].
  3. Shalin, R.E., Svetlov, I.L., Kachanov, E.B. et al. (1997) Single crystals of nickel high-temperature alloys. Moscow, Mashinostroenie [in Russian].
  4. Kishkin, S.T., Stroganov, G.B., Logunov, A.V. (1987) Cast high-temperature nickel-base alloys. Moscow, Mashinostroenie [in Russian].
  5. Paton, B.E., Stroganov, G.B., Kishkin, S.T. et al. (1987) High-temperature strength of cast nickel alloys and their protection from oxidation. Kiev, Naukova Dumka [in Russian].
  6. Kablov, E.N. (2001) Cast blades of gas-turbine engines (alloys, technology, coatings): State Scientific Center of Russian Federation. Moscow, MISIS [in Russian].
  7. Sims, Ch.T., Stoloff, N.S., Hagel, U.K. (1995) Superalloys II: High-temperature materials for aerospace and industrial power units. Ed. by R.E. Shalin. Moscow, Metallurgiya [in Russian].
  8. Koval, A.D., Belikov, S.B., Sanchugov, E.L., Andrienko, A.G. (1990) Scientific basics of alloying of high-temperature nickel alloys resistant to high-temperature corrosion (HTC). Zaporozhye Machine Building Institute [in Russian].
  9. Nikitin, V.I. (1987) Corrosion and protection of gas turbine blades. Leningrad, Mashinostroenie [in Russian].
  10. Khimushin, F.F. (1969) High-temperature alloys. Moscow, Metallurgiya [in Russian].
  11. Du Pont, J.N., Lippold, J.C., Kiser, S.D. (2009) Welding metallurgy and weldability of nickel-base alloys. New Jersey, 298-326.
  12. Gajduk, S.V. (2015) Complex calculated-analytical procedure for design of cast high-temperature nickel-base alloys. Novi Materialy i Tekhnologii v Metalurgii ta Mashynobuduvanni, 2, 92-103 [in Russian].
  13. Morinaga, M., Yukawa, N., Adachi, H., Ezaki, H. (1984) New PHACOMP and its application to alloy design. Superalloys, AIME, 523-532.
  14. Morozova, G.I. (2012) Compensation of disbalance of alloying of high-temperature nickel alloys. Metallovedenie i Termich. Obrab. Metallov, 12, 52-56 [in Russian].
  15. Morozova, G.I. (1993) Balanced alloying of high-temperature nickel alloys. Metally, 1, 38-41 [in Russian].
  16. Gajduk, S.V., Tikhomirova, T.V. (2015) Application of analytical methods for calculation of chemical composition of ?-, ?’- phases and parameters of phase stability of cast high-temperature nickel-base alloys. -Kosmich. Tekhnika i Tekhnologiya, 9(126), 33-37[in Russian].
  17. Gajduk, S.V., Kononov, V.V., Kurenkova, V.V. (2015) Construction of predictive mathematical models for calculation of thermodynamical parameters of cast  high-temperature nickel alloys. Elektrometall., 4, 31-37 [in Russian].
  18. Gajduk, S.V., Kononov, V.V., Kurenkova, V.V. (2016) Regression models for predictive calculations of corrosion parameters of cast high-temperature nickel alloys, Ibid., 3, 51-56 [in Russian].
  19. Gajduk, S.V., Tikhomirova, T.V. (2015) Application of CALPHAD- method for calculation of ?’-phase and prediction of long-term strength of cast high-temperature nickel  alloys, i Gornorudnaya Promyshlennost, 6, 64-68 [in Russian].
  20. Saunders, N., Fahrmann, M., Small, C.J. (2000) The application of CALPHAD calculations to Ni-based superalloys. In: Superalloys 2000. TMS, Warrendale, 803-811.
  21. Gajduk, S.V., Kononov, V.V., Kurenkova, V.V. (2015) Calculation of phase composition of cast  high-temperature corrosion-resistant nickel alloy by CALPHAD method. Elektrometall., 3, 35-40 [in Russian].
  22. Vertogradsky, V.A., Rykova, T.P. (1984) Investigation of phase transformations in alloys of high-temperature type by DTA method. In: High-temperature and heat-resistant nickel-base steels and alloys. Moscow, Nauka, 223-227.
  23. Gajduk, S.V., Belikov, S.B., Kononov, V.V. (2004) About in-fluence of tantalum on characteristic points of high-temperature nickel alloys. Vestnik Dvigatelestroeniya, 3, 99-102.
  24. Gajduk, S.V., Petrik, I.A., Kononov, V.V. (2015) Comparative investigations of weldability of cast high-temperature nickel alloys. Novi Materialy i Tekhnologii v Metalurgii ta Mashynobuduvanni, 1, 82-88 [in Russian].


>