Сучасна електрометалургія, 2023, №02



2023 №02 (05)

DOI of Article 10.37434/sem2023.02.06

2023 №02 (07)

---

Сучасна електрометалургія, 2023, #2, 41-45 pages

Дослідження структурних особливостей жароміцного нікелевого сплаву для лопаток газотурбінного двигуна

Ю.Г. Квасницька¹, Г.П. Мяльніца², К.Г. Квасницька¹, І.І. Максюта¹, В.О. Нога¹

¹ФТІМС НАН України, Україна. 03142, м. Київ, бульв. Академіка Вернадського, 34/1. E-mail: jul.kvasnitskaja@gmail.com
²ДП НВ КГ «Зоря»-«Машпроект». 54018, м. Миколаїв, просп. Богоявленський, 42-А. E-mail: mialniza@gmail.com

Реферат
З метою підвищення екологічності та безпечності процесу виготовлення виливків охолоджувальних лопаток турбіни енергетичного газотурбінного двигуна потужністю 25 МВ т проведені дослідження по визначенню впливу нової технології на формування структури та забезпечення необхідного хімічного та фазового складу виробів. Виливки лопаток було одержано із жароміцного корозійностійкого сплаву СМ 88Y у вакуумно-індукційній печі УПП Ф3-М литтям за моделями, що витоплюються. Для збереження навколишнього середовища запропоновано використати автоклав щодо видалення керамічного стрижня з внутрішньої порожнини виливків. Керамічні стрижні одержували методом твердофазного спікання з використанням суміші на основі Al2O3.Така технологія одержання виливків лопаток з внутрішніми каналами дозволила на два порядки скоротити час такої важливої операції, як видалення стрижня. Досліджено макро- і мікроструктуру поперечних зразків, вирізаних з перової і хвостової частин п’яти лопаток, аналіз яких після термічної обробки показав, що карбіди у перовій частині мають розмір 10…30 мкм, у хвостовій — 20…50 мкм. Спостерігалося рівномірне виділення зміцнюючої γ′-фази і розчинення значної частки (γ-γ′)-евтектики. Виділення γ′-фази мають кубічну форму і групуються в кластери. Встановлено, що макро- і мікроструктура, одержаних за вдосконаленою технологією лопаток, відповідає вимогам діючих стандартів. Бібліогр. 15, табл. 3, рис. 3.
Ключові слова: жароміцний корозійностійкий сплав; лопатка турбіни; газотурбінний двигун; макро- і мікроструктура; сплав CM88Y

Received 20.02.2023

Список літератури

1. Khalatov, A.A., Yushchenko, K.A., Isakov, B.V. et al. (2013) Gas turbine construction in Ukraine: State-of-theart and prospects of development. Visnyk NANU, 12, 40–49 [in Ukrainian].
2. Coakley, J., Whittaker, M.T., Kolisnychenko, S. (2020) Nibased superalloys. Switzerland, Trans. Tech. Publ. Ltd.
3. Sims, C.T., Stoloff, N.S., Hagel, W.C. (1987) Superalloys II: High-temperature materials for aerospace and industrial power. New York, John Wiley & Sons.
4. Rame, J., Caron, P., Locq, D. et al. (2020) Development of AGAT, a third-generation nickel-based superalloy for single crystal turbine blade applications. Superalloys, 31–40. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-51834-9_106
5. Swain, B., Mallick, P., Patel, S. et al. (2020) Failure analysis and materials development of gas turbine blades. Materials Today: Proceedings, 33(8), 5143–5146.
6. Balitskii, O.I., Kvasnytska, Y.H., Ivaskevych, L.M. et al. (2022) Fatigue fracture of the blades of gas turbine engine made of a new refractory nickel alloy. Materials Sci., 57(5), 475–483. DOI: https://doi.org/10.1007/s11003-022-00568-z
7. Glotka, A.A., Ol’shanetskii, V.E. (2022) Forecasting the properties of heat-resistant nickel alloys equiaxial crystallization. Archives of Metallurgy and Materials, 67(1), 51–56. DOI: https://doi.org/10.24425/amm.2022.137471.
8. Balyts’kyi, O.I., Kvasnytska, Yu.H., Ivaskevych, L.M., Mialnitsa, H.P. (2018) Corrosion and hydrogen resistance of heatproof blade nickel-cobalt alloys. Materials Sci., 54(2), 289–294. DOI: https://doi.org/10.1007/s11003-018-0178-z.
9. Balitskii, A.I., Kvasnitska, Y.H., Ivaskevich, L.M., Mialnitsa, H.P. (2018) Hydrogen and corrosion resistance of Ni–Co superalloys for gasturbine engines blades. Archives of Materials Sci. and Eng., 91(1), 5–14. DOI: https://doi. org/10.5604/01.3001.0012.1380
10. Wiechczynski, A., Lisiewicz, M., Kwasnicka, J., Kostrica, W. (2015) Method of the directional solidification of the castings of gas turbine blades and a device for producing the castings of gas turbine blades of the directional solidified and monocrystalline structure. Pat. Appl. Espacenet EP2921244A1.
11. Balitskii, A.I., Kvasnytska, Y.H., Ivaskevych, L.M. et al. (2023) Hydrogen and corrosion resistance of nickel superalloys for gas turbines, engines cooled blades. Energies, 16, 1170–1154. DOI: https://doi.org/10.3390/en16031154
12. Repyakh, S.I. (2006) Technological principles of investment casting. Lira LTD [in Russian].
13. Bratukhin, A.G., Yazov, G.K., Karasev, B.E. (1997) Modern technologies in production of gas turbine engines. Moscow, Mashinostroenie [in Russian].
14. Simanovsky, V.M. (2006) Technology and materials of molds and cores for producing of GTE cast blades. Metall i Litio Ukrainy, 6, 47–48 [in Russian].
15. (2016) Specification Z88YF1-S2 for supplying remelting stocks of alloy CM-88Y: Technical Specifications of «Zorya »-«Mashproek» GTRPC.

---

Реклама в цьому номері:

---