Продление ресурса рабочих лопаток ГТК 10-4 из сплава ЭИ 893 после продолжительного срока эксплуатации

• Main Authors: Белявин, А.Ф., Куренкова, В.В., Федотов, Д.А., Салий, С.Г., Щербинин, А.П.
• Format: Article
• Language: Russian
• Published: Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2016
• Series: Автоматическая сварка
• Subjects: Научно-технический раздел
• Online Access: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/146561

В процессе длительной эксплуатации (десятки тыс. ч) в рабочих лопатках агрегата ГТК 10-4 под воздействием статических и динамических нагрузок, градиента температур, продуктов сгорания топлива и т. д. происходит деградация основного материала - сплава ЭИ 893. Структурные изменения в основном сплаве лопаток влияют на изменения его механических характеристик по сравнению с металлом в исходном состоянии, а именно - происходит повышение предела прочности, текучести, значений твердости и снижение характеристик пластичности, а, следовательно, снижение их сопротивления ползучести и многоцикловой усталости. Поэтому продление ресурса дорогостоящих изделий горячего тракта турбин является очень важной задачей, которая реализуется комплексным восстановлением исходной структуры и механических характеристик сплава ЭИ 893. Целью работы было изучение на семи рабочих лопатках (из комплектов с различным сроком эксплуатации) состояния материала ГТД после эксплуатационного старения, определение их ремонтопригодности и выбор режимов восстановительной термической обработки. Было установлено, что в процессе продолжительного срока эксплуатации при температуре 630...670 °С в рабочих лопатках происходит существенное изменение структурно-фазового состояния основного материала - сплава ЭИ 893, проявляющееся в растворении, коагуляции и неравномерном распределении упрочняющей фазы в объеме матричного раствора и выделении карбидов по субграницам в теле зерна и по границам зерен, образовании карбидов более сложного состава. Было установлено, что оптимальная структура основы с достаточной твердостью и микротвердостью формируется при двухстадийной восстановительной термической обработке: наблюдается некоторое снижение разноразмерности зерна (в основном 2...4 балл зерна), снижение плотности и размеров стабильных карбидных фаз в межзеренных прослойках, равномерном и регулярном распределении дисперсной упрочняющей фазы. Регенерация структуры после ВТО приводит к увеличению пластических (33,2...35,6 %) характеристик, а, следовательно, и сопротивлению усталости, при допустимых значениях прочности и вязкости разрушения, что в целом обеспечивает работоспособность восстановленных изделий.