Автоматичне зварювання, 2024, №04

2024 №04 (03)

DOI of Article 10.37434/as2024.04.04

2024 №04 (05)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 4, 2024, с. 32-41

Високотемпературні випробування на довготривалу міцність зразків з важкозварюваних нікелевих жароміцних сплавів з мікроплазмовим порошковим наплавленням

О.В. Яровицин, М.О. Черв’яков, О.О. Наконечний, О.О. Фомакін, С.О. Воронін, О.Ф. Явдощина

ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: yarovytsyn@ukr.net

Розроблено методику високотемпературних випробувань на довготривалу міцність зварних з’єднань «основний-наплавлений метал» з важкозварюваних нікелевих жароміцних сплавів типу ЖС32, що містять більше 60 об’ємних % зміцнюючої γ΄-фази. Вона дозволяє з використанням зразків-свідків оцінити рівень довготривалої міцності при температурах 975 та 1000 ºС для умов серійного відновлення кромок робочих лопаток сучасних авіаційних газотурбінних двигунів мікроплазмовим порошковим наплавленням. При її розробці враховано необхідність виходу на більші розміри та, відповідно, вищу жорсткість зварної заготовки для виготовлення зразків для механічних випробувань порівняно з типовими умовами серійного відновлення кромки лопатки в промисловості, а також запропоновано ряд прийомів щодо запобігання гарячим тріщинам. Її особливістю є застосування для зразків з робочою частиною 7,5…9,0 мм2 захватів типу «ластівчин хвіст», що дозволяє значно зменшити їх розміри. Новий підхід з вибору форми і розмірів зразка, техніки підготовки та формування необхідних для нього зварних заготовок мікроплазмовим порошковим наплавленням дозволяє суттєво зменшити тепловкладення та наблизити режими наплавлення зразків-свідків до промислових режимів серійного відновлення кромок робочих лопаток авіаційних газотурбінних двигунів. Завдяки цьому у зварних з’єднаннях «основний-наплавлений метал» нікелевих жароміцних сплавів з направленою кристалізацією, що представляють собою заготовки для наступного виготовлення таких зразків-свідків, вдається уникнути відомих проявів схильності до утворення тріщин в процесі наплавлення та наступної термічної обробки. Розроблену методику апробовано для оцінки довготривалої міцності зразків наплавленого металу ЖС32 та зразків «50 % основного (ЖС26-ВИ або Ж32-ВИ) + 50 % наплавленого (ЖС32) металу» при 975 та 1000 ºС на базі 40 год та проведено порівняння відповідних експериментальних даних з вимогами технічних умов на ці литі нікелеві жароміцні сплави. Бібліогр. 22, табл. 3, рис. 11.
Ключові слова: мікроплазмове порошкове наплавлення; зварне з’єднання «основний‒наплавлений метал»; важкозварювані нікелеві жароміцні сплави; довготривала міцність

Надійшла до редакції 04.04.2024
Отримано у переглянутому вигляді 18.05.2024
Прийнято 08.07.2024

Список літератури

1. Пейчев Г.И., Замковой В.Е., Калашников Г.П. и др. (2005) Ремонт изношенных в процессе эксплуатации элементов конструкции бандажных полок литых рабочих лопаток турбины из сплавов типа ЖС. Авиационно-космическая техника и технология, 9 (25), 221–223.
2. Ющенко К.А., Савченко В.С., Яровицын А.В. и др. (2010) Разработка технологии восстановления торцов бандажных полок рабочих лопаток ТВД авиационного двигателя Д18Т методом микроплазменной порошковой наплавки. Автомат. сварка, 8, 25–29.
3. Жеманюк П.Д., Петрик И.А., Чигилейчик С.Л. (2015) Опыт внедрения восстановительной микроплазменной порошковой наплавки при ремонте лопаток турбин высокого давления в условиях серийного производства. Автомат. сварка, 8, 43–46.
4. Ющенко К.А., Яровицин О.В., Хрущов Г.Д. и др. (2022) Дослідження та оптимізація серійного ремонту робочих лопаток авіаційного газотурбінного двигуна Д-18Т мікроплазмовим порошковим наплавленням. Космічна наука і технологія, 3(28), 3–16. DOI: https://doi.org/10.15407/ knit2022.03. 01-01
5. Жеманюк П.Д., Клочихин В.В., Лысенко Н.А., Наумик В.В. (2015) Структура и свойства литых лопаток авиационных двигателей из жаропрочного никелевого сплава ЖС26-ВИ после горячего изостатического прессования. Вестник двигателестроения, 1, 139–146.
6. Милонин Е.В., Лысенко Н.А., Наумик В.В. (2016) Направленная кристаллизация литых изделий из опытного жаропрочного сплава на базе ЖС32-ВИ. Авиационно-космическая техника и технология, 8, 83-89.
7. ISO 6892-2:2011 (E). Мetallic materials ‒ Tensile testing ‒ Part 2: Method of test at elevated temperature. ISO copyright office, 2011.
8. EN ISO 204-2018 Metallic materials ‒ Uniaxial creep testing in tension ‒ Method of test. ISO copyright office, 2018.
9. Ющенко К.А., Яровицын А.В., Червяков Н.О. и др. (2019) Оценка кратковременных механических свойств соединения трудносвариваемых никелевых жаропрочных сплавов типа ЖС6. Автомат. сварка, 7, 38–45. DOI:https://doi.org/10.15407/as2019.07.07
10. Ющенко К.А., Звягінцева Г.В., Яровицин О.В. та ін. (2019) Нові підходи в оцінці механічних характеристик та мікроструктури відновлених деталей ГТД із нікелевих жароміцних сплавів. Металофізика та новітні технології, 10(41), 1345–1364. DOI: https://doi.org //10.15407/ mfint.41.10.1345
11. Яровицин О.В. (2020) Оцінка деформаційної здатності наплавленого металу нікелевих жароміцних сплавів з високим вмістом γ ׳-фази. Металознавство та обробка металів, 26(94), 38–48. DOI: https://doi.org/10.15407/ mom2020.02.38
12. Ющенко К.А., Яровицин О.В., Наконечний О.О. та ін. (2020) Розробка технології відновлення сектора соплових лопаток з важкозварюваного нікелевого жароміцного сплаву типу ЖС6 мікроплазмовим порошковим наплавленням. Автомат. зварювання, 11, 27–31. DOI: https:// doi.org/10.15407/as2020.11.05
13. Ющенко К.А., Яровицын А.В., Червяков Н.О. (2017) Влияние энергетических показателей режимов на склонность к образованию трещин при микроплазменной порошковой наплавке никелевого сплава ЖС32. Автомат. сварка, 2, 3–7. DOI: https://doi.org/10.15407/ as2017.02.01
14. Ющенко К.А., Яровицын А.В., Червяков Н.О. (2016) Закономерности дискретно-аддитивного формирования микрообъемов кристаллизующегося металла при многослойной микроплазменной порошковой наплавке никелевых сплавов. Автомат. сварка, 5-6, 154–161. DOI: https://doi.org/10.15407/as2016.06.25
15. Богуслаев В.А., Муравченко Ф.М., Жеманюк П.Д. и др. (2003) Технологическое обеспечение эксплуатационных характеристик деталей ГТД. Лопатки турбины. Часть ІІ. Монография. Запорожье, ОАО «Мотор Сич».
16. (1978) Каталог образцов для испытаний металлов. ИЭС им. Е.О. Патона АН УССР.
17. ДСТУ ISO 724:2005 Нарізі метричні ІSO загального призначення. Основні розміри (ІSO 724:1993, ІDT), 2007.
18. Биргер И.А., Шор Б.Ф., Иосилевич Г.Б. (1979) Расчет на прочность деталей машин. Справочник. 3-е издание. Москва, Машиностроение.
19. Гухман А.А. (1973) Введение в теорию подобия. Москва, Машиностроение.
20. Кузнецов В.П., Лесников В.П., Конакова И.П. (2010) Структура и свойства жаропрочного никелевого сплава ЖС32-ВИ. Справочник. Екатеринбург, Квист.
21. Ющенко К.А, Яровицин О.В. Наконечний О.О. та ін. (2023) Спосіб мікроплазмового порошкового 3D-наплавлення деталей з нікелевих жароміцних сплавів. Патент UA 127421. Опубл. 16.08.2023.
22. Ющенко К.А. Яровицин О.В., Черв ׳яков М.О. та ін. (2022) Формування комплексу вимог до методик оцінювання роботоздатності зварних з’єднань «основний–наплавлений метал» нікелевих жароміцних сплавів типу ЖС6 і ЖС32, що імітують відновлення кромок лопаток авіаційних ГТД в промислових умовах. Металофізика та новітні технології, 12(44), 1679–1696. DOI: https:// doi.org //10.15407/ mfint.44.12.1679

---

Реклама в цьому номері:

---