Сучасна електрометалургія, 2016, №03



2016 №03 (06)

DOI of Article 10.15407/sem2016.03.07

2016 №03 (08)

---

Современная электрометаллургия, 2016, #3, 35-50 pages
 

Оптимизация процесса восстановительной наплавки и термообработки компонентов ГТД из сплава Inconel 738

А. Ф. Белявин¹, В. В. Куренкова¹, Д. А. Федотов¹, С. Г. Салий², А. П. Щербинин²

¹ООО «Патон Турбайн Текнолоджиз». 030328, г. Киев, ул. Ракетная, 26. Е-mail: VKurenkova@patontt.com
²ПРТП «Укргазэнергосервис», филиал ДК «Укртрансгаз» НАК «Нафтогаз Украины». 08151, г. Боярка, ул. Маяковского, 49.
 
Abstract
Inconel 738 — никелевый дисперсионно-упрочненный жаропрочный сплав многие годы успешно эксплуатируется как базовый материал для лопаток индустриальных газовых турбин. Комбинация высокотемпературной прочности и сопротивления коррозии оптимально подходят для компонентов горячего тракта турбин. Необходимость повышения производительности газотурбинных установок, а также рост стоимости производства лопаток являются важными факторами, приводящими к необходимости развития ремонтных технологий. Однако при восстановлении лопаток из сплава Inconel 738 после длительной эксплуатации способом наплавки/сварки очень остро стоит проблема возникновения дефектов в виде кристаллизационных трещин в зоне термического влияния формируемых швов. В работе рассмотрен способ ремонта TIG-наплавкой с применением различных видов присадочных материалов, а именно сплавов IN 738, IN 625, PWA 795. Показано, что использование низколегированного никелевого сплава IN 625 и никель-кобальтового сплава PWA 795 обеспечивает формирование бездефектных наплавленных швов с необходимыми характеристиками при соблюдении определенных технологических приемов. Оптимизация восстановительной термообработки после наплавки позволяет не только восстановить структуру базового материала изделия, но и обеспечить наплавляемым швам достаточную жаропрочность и жаростойкость. Библиогр. 13, табл. 2, ил. 13.
 
Ключевые слова: газотурбинные двигатели; TIG-наплавка; восстановительная термообработка; кристаллизационная трещина; наплавленный шов; зона термического влияния; ликвационная неоднородность; микротвердость; дисперсионно-упрочненный материал; жаропрочность; жаростойкость
 
Received:                30.12.15
Published:               14.09.16
 
 
References
  1. Alloy IN-738: Technical Date. INCO, The International Nickel CoMPany INC, One New York Plaza, New York.
2. Nejat, A., Hamedi, H. (2013) Numerical investigation of clocking in a two-stage gas turbine. Energyequipsys, 1, 91–97.
3. Thakur, A. (1997) Microstructural responses of nickel base cast IN-738 to a variety of pre-weld heat-treatments: Diss.
4. Wangyao, P., Homkrajai, W., Asavavisithchai, S. (2009) Effect of postweld heat treatments on TIGwelded microstructures of superalloy, IN-738. Chiang Mai J. Sci., 36 (3), 320–330.
5. Belyavin, A.F., Fedotov, D.A., Kurenkova, V.V. et al. (2013) Restoration of single-crystal blades by using argon-arc surfacing and spraying of heat-protective coating. Part 1. Sovrem. Elektrometall., 1, 49–57.
6. (2004) Special metals, welding products company, copyright special metals corporation. Publication Number SMC-01 1. www.specialmetals.com.
7. (2011) Special metals, copyright special metals corportion. www.specialmetals.com/products/data/_625.htlm.
8. Thamer Amin D., Mohammed H. Hafiz, Baha S. Mahdi (2012) Mechanism of building-up deposited layer during electro-spark deposition. J. of Surface Engineered Materials and Advanced Technology, 2, 258–263. https://doi.org/10.4236/jsemat.2012.24039
9. Yfhmi, Y., Maamache, B., Belkessa, B. Welding repair of nickel based superalloys — Inconel 738. Welding and NDT Center, Metallurgy and Mechanical Unit, Cheraga, Algiers. https://library.csc.dz/media/articles/201504/WELDING-REPAIR...
10. Belyavin, A.F., Fedotov, D.A., Kurenkova, V.V. et al. (2013) Restoration of single-crystal blades by using argon-arc surfacing and spraying of heat-protective coating. Part 2. Sovrem. Elektrometall., 2, 48–54.
11. Belyavin, A.F., Kurenkova, V.V., Fedotov, D.A (2014) Fatigue life of deposited repair welds on single-crystal high-temperature nickel alloy under cyclic oxidation. The Paton Welding J., 2, 13–25. https://doi.org/10.15407/tpwj2014.02.02
12. Belyavin, A.F., Kurenkova, V.V., Fedotov, D.A (2015) Thermal fatigue life of heat-protective coating on single-crystal blade after airfoil edge restoration by TIG surfacing. Sovrem. Elektrometall., 1, 31–43. https://doi.org/10.15407/sem2015.01.06
13. Bia, G., Gasserb, A. (2011) Restoration of nickel-base turbine blade knife-edges with controlled laser aided additive manufacturing. Physics Procedia, 12, 402–409. https://doi.org/10.1016/j.phpro.2011.03.051