Автоматичне зварювання, 2021, №02



2021 №02 (01)

DOI of Article 10.37434/as2021.02.02

2021 №02 (03)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 2, 2021, с. 10-16

Розробка припою, технології паяння та виправлення поверхневих дефектів відливок жароміцних нікелевих сплавів суднових газових турбін

В.В. Квасницький¹, М.В. Матвієнко², Г.П. Мяльніца³, Ю.Г. Квасницька⁴, Є.А. Бутурля⁵

¹НТУУ «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського». 03056, м. Київ, просп. Перемоги, 37. E-mail: kvas69@ukr.net
²Херсонська філія Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова. 73000, м. Херсон, вул. Ушакова, 44
³ДП «Науково-виробничий комплекс газотурбобудування «Зоря»-«Машпроект». 54000, м. Миколаїв, Богоявленський просп. 42А
⁴Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України. 03142, м. Київ, бульв. Академіка Вернадського, 34
⁵Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова. 54000, м. Миколаїв, просп. Героїв України, 9

Метою роботи було розробка припою і технології паяння жароміцних нікелевих сплавів СМ93-ВІ і СМ96-ВІ, що використовуються при виробництві суднових газових турбін нового покоління. Обов’язковою умовою було забезпечення високотемпературної міцності спаяних з’єднань не нижче за 80 % від міцності основного металу. При розробці припою використана двоетапна методика, де на першому (розрахунковому) етапі визначено необхідні концентрації легуючих елементів в основі припою, невідповідність параметрів будови γ- і γ’-фаз, критичні температури, кількість електронних вакансій, фізико-механічні властивості сплавів. На другому (експериментальному) етапі визначено раціональний вміст кількості елементів депресантів. В якості депресанту обрано бор. Встановлено, що при використанні припою, що містить 1,0…1,2 мас. % бору, структурна будова основного металу і шва є ідентичними. Після паяння і термічної обробки боридних евтектик у спаяних з’єднаннях не виявлено. Встановлено, що в визначених межах бор не зменшує стійкість спаяних з’єднань до високотемпературної сольової корозії. Досліджено поверхневі властивості припою і його взаємодію зі сплавами СМ93-ВІ і СМ96-ВІ. Розроблений припій SBM-4 показав високі технологічні властивості й дозволяє підвищити температуру робочого газу у газових турбінах. Розроблена технологія паяння сплавів СМ93-ВІ і СМ96-ВІ забезпечила межу міцності σв на рівні основного металу. Довготривала міцність спаяних з’єднань при температурі 900 °С дорівнювала 314…321 МПа на базі 100 год, що становить 0,89…0,91 довготривалої міцності полікристалічних сплавів. Розроблено технологію виправлення дефектів лопаток припоєм SBM-4. Бібліогр. 12, рис. 4.
Ключові слова: припій, жароміцні нікелеві сплави, технологія паяння, виправлення дефектів лиття, елементи депресанти, бор, газові турбіни, лопатка


Надійшла до редакції 02.02.2021

Список літератури

1. Каблов Е.Н. (2012) Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 г. Авиационные материалы и технологии, 5, 24–30.
2. Кривов Г.О., Зорыкин К.О (2012) Виробництво зварних конструкцій: підручник для студентів вищих навчальних закладів. КБІЦ.
3. Єрмолаєв Г.В., Квасницький В.В., Квасницький В.Ф. та ін. (2015) Паяння матеріалів: підручник. Хорунов В.Ф. і Квасницький В.Ф. (ред.) Миколаїв, НУК.
4. Лукин В.И., Рыльников В.С., Афанасьев-Ходыкин А.Н. (2012) Особенности пайки монокристаллических отливок из сплава ЖС32. Сварочное производство, 5, 24–30.
5. Мяльниця Г.П., Максюта І.І., Квасницька Ю.Г., Михнян О.В. (2013) Вибір легуючого комплексу нового корозійностійкого сплаву для соплових лопаток ГТД. Металознавство та обробка металів, 2, 29–34.
6. Лукин В.И., Рыльников В.С., Афанасьев-Ходыкин А.Н. (2010) Особенности получения паяных соединений из сплава ЖС36. Технология машиностроения, 5, 21–25.
7. Афанасьев-Ходыкин А.Н., Лукин В.И., Рыльников В.С. (2010). Технология получения неразъемных соединений из сплава ЖС36. Сварочное производство, 7, 27–31.
8. Малашенко И.С., Мазурак В.Е., Кушнарева Т.Н. и др. (2014). Пайка в вакууме литого никелевого сплава ЖС6У композиционными припоями на основе ВПр-36. Ч. 1. Современная электрометаллургия, 4, 26–42.
9. Лукин В.И., Рыльников B.C., Афанасьев-Ходыкин А.Н., Тимофеева О.Б. (2013). Особенности технологии диффузионной пайки жаропрочного сплава ЭП975 и литейного монокристаллического интерметаллидного сплава ВКНА-4У применительно к конструкции «Блиск». Сварочное производство, 7, 19–25.
10. Yue, X., Liu, F., Chen, H. et al. (2018). Effect of Bonding Temperature on Microstructure Evolution during TLP Bonding of a Ni3Al based Superalloy IC10. MATEC Web of Conferences, 206,11. 03004.
11. Максимова С.В. (2014) Припой без бора и кремния для пайки жаропрочного никелевого сплава. Автоматическая сварка, 8, 15–21.
12. Kvasnytskyi, V., Korzhyk, V., Kvasnytskyi, V. et al. (2020) Designing brazing filler metal for heat-resistant alloys based on NI3AL intermetallide. Eastern-European J. of Enterprise Technologies, 6, 12 (108), 6–19.

---

Реклама в цьому номері:

---