Современная электрометаллургия, 2011, №03



2011 №03 (09)

2011 №03 (11)

---

Современная электрометаллургия, 2011, № 3, c. 34-42
 

УВЕЛИЧЕНИЕ ЦИКЛИЧЕСКОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЛОПАТОК ИЗ СПЛАВА ЖС36ВИ ПУТЕМ ДРОБЕСТРУЙНОЙ ОБРАБОТКИ ИХ ХВОСТОВИКОВ МИКРОШАРИКАМИ

И. С. Малашенко¹, В. А. Ровков³, В. В. Куренкова², А. Ф. Белявин², Д. А. Федотов², В. К. Сычев⁴

¹ИЦ «Пратт и Уитни Патон», г. Киев
²Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины. E-mail: office@paton.kiev.ua
³Институт проблем прочности им. Г. С. ПисаренкоНАН Украины, Киев
⁴З-д «Авиадвигатель», г. Пермь, РФ

Реферат
Рассмотрена возможность применения дробеструйной упрочняющей обработки поверхности елочного замка монокристаллических лопаток из сплава ЖС36 стальными микрошариками для увеличения сопротивления усталости при циклическом нагружении. Описаны параметры технологического процесса и показана возможность оценки поверхностного деформационного упрочнения внешних слоев металла замка при помощи измерения микротвердости HV. Определен уровень наведенных напряжений в окрестности зуба замка. Дробеструйная обработка позволила повысить сопротивление усталости монокристаллических лопаток минимум на 50 МПа при резонансной частоте, а очаг усталостного разрушения при этом переместился из впадины первого зуба на поверхность пера лопатки.
 
The feasibility of application of shot-blasting strengthening treatment of surface of a fir-tree locking piece of single-crystal blades of alloy ZhS6 using steel microballs to increase the fatigue resistance at cyclic loading is considered. Parameters of technological process are described and possibility of estimation of surface deformational strengthening of locking piece metal layers using the measurements of microhardness HV is shown. The level of induced stresses in the vicinity of the locking piece teeth was determined. The shot-blasting treatment allowed increasing the fatigue resistance of single-crystal blades at least by 50 MPa at resonance frequency, and the source of fatigue fracture in this case was displaced from the first teeth depression to the surface of a blade airfoil.
 
Ключевые слова: дробеструйная обработка; микрошарики; лопатка турбины; усталостные испытания; упрочненный слой; микротвердость; циклическая долговечность; разрушение

Поступила 08.06.2011
Опубликовано 07.07.2011

1. Кузнецов Н. Д., Цейтлин В. Н., Волков В. Н. Технологические методы повышения надежности деталей машин. Справочник. – М.: Машиностроение, 1993. – 304 с.
2. Саверин М. М. Дробеструйный наклеп. – М.: Машгиз, 1955. – 312 с.
3. Рыбаков Г. М., Пудков С. И., Чернышев В. В. Оптимизация режимов дробеструйной обработки деталей ГТД по критериям выносливости // Авиац. пром-сть. – 1988. – № 4. – С. 15—16.
4. Петухов А. Н. Сопротивление усталости деталей ГТД. – М.: Машиностроение, 1993. – 240 с.
5. Кузнецов Н. Д., Плоскин Ю. В., Волков В. И. Исследование глубины наклепанного слоя на поверхности детали ГТД из сплавов ХН45МВАТЮБР и ВТ9 // Авиац. пром-сть // 1989. – № 9. – С. 17—19.
6. Куренкова В. В. Особенности микроструктуры поверхности елочного замка монокристальных рабочих лопаток из сплава ЖС36ВИ // Современ. электрометаллургия. – 2010. – С. 38—46.
7. А. с. 105806 СССР, МПК В 23 К 1/19. Вибростенд для усталостных испытаний объектов / В. А. Ровков, Н. И. Жабко, Ю. А. Коломиец. – Опубл. 30.11.1983; Бюл. № 44.
8. Верин Д. Дж. Микроструктура и свойства жаропрочных сплавов // Жаропрочные сплавы. – М.: Металлургия, 1976. – С. 217—241.
9. Монокристаллы никелевых жаропрочных сплавов / Р. Е. Шалин, И. Л. Светлов, Е. Б. Качанов и др. – М.: Машиностроение, 1997. – 336 с.
10. Русаков А. А. Рентгенография металлов. – М.: Атомиздат, 1967. – 482 с.
11. Богуслаев В. А., Качан А. Я., Мозговой В. Ф. Финишные технологии обработки деталей ГТД // Вестник двигателестроения. – 2009. – С. 71—75.