RU2184178C2 - Способ повышения качества и эксплуатационной надежности лопаток турбины газотурбинных двигателей из жаропрочных никелевых сплавов - Google Patents
Способ повышения качества и эксплуатационной надежности лопаток турбины газотурбинных двигателей из жаропрочных никелевых сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2184178C2 RU2184178C2 RU2000103023A RU2000103023A RU2184178C2 RU 2184178 C2 RU2184178 C2 RU 2184178C2 RU 2000103023 A RU2000103023 A RU 2000103023A RU 2000103023 A RU2000103023 A RU 2000103023A RU 2184178 C2 RU2184178 C2 RU 2184178C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blades
- nickel alloys
- gas turbine
- operational reliability
- turbine engine
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к области химико-термической обработки жаропрочных никелевых сплавов и может быть использовано при проведении горячего изостатического прессования (ГИП) охлаждаемых лопаток турбины стационарных, энергетических и транспортных газотурбинных двигателей. Задачей данного способа является увеличение надежности и ресурса работы лопаток ТВД. Предложенный способ включает нанесение диффузионного защитного покрытия на поверхность лопаток и последующее горячее изостатическое прессование, причем предварительно осуществляют механическую обработку профиля пера лопаток, затем на наружную и внутреннюю поверхности лопаток наносят диффузионное защитное покрытие, при этом толщина покрытия на наружной поверхности составляет 20-35,9 мкм, а толщина покрытия на внутренней поверхности составляет 20-25,9 мкм. Техническим результатом данного изобретения является то, что способ ГИП охлаждаемых лопаток турбины с окончательно механически обработанным профилем пера лопаток исключает образование окисленного слоя на наружной и внутренней поверхностях лопаток, что увеличивает ресурс лопаток в 1,5-2 раза. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области химико-термической обработки жаропрочных никелевых сплавов и может быть использовано при проведении горячего изостатического прессования охлаждаемых лопаток турбины стационарных, энергетических и транспортных газотурбинных двигателей.
Известен способ повышения качества и эксплуатационной надежности деталей путем устранения микропористости, повышения усталостной прочности и улучшения комплекса механических свойств, для чего лопатки подвергают горячему изостатическому прессованию [Симс Ч.Т. Жаропрочные сплавы в перспективных газотурбинных установках и новейших энергетических системах. В кн. Жаропрочные сплавы для газовых турбин. М.: Металлургия, 1981, с. 15-38].
При литье лопаток турбины высокого давления (ТВД) из жаропрочных никелевых сплавов в них образуется внутренняя микропористость, которая отрицательно влияет на механические свойства и ресурсные характеристики лопаток. ГИП лопаток ТВД проводят в газостатах при высоких температурах и всестороннем давлении газа аргона. Однако при этом возникает ряд проблем: изменение в поверхностном слое сплава лопаток, трудность закрытия поверхностных пор и т.д.
Известен способ проведения горячего изостатического прессования (ГИП) деталей, при котором процесс проводят в газостатах при температурах 1100... 1400oС и всестороннем давлении газа (Аr) до 2000 атм, а детали размещаются в специальных защитных экранах или оболочках [Процессы и оборудование для газостатической обработки. Кривонос Г.А., Зверев А.Д., Максимов Л.Ю. М.: Металлургия, 1994, 301 с.].
Недостаток этого способа заключается в том, что защитные экраны и оболочки не спасают от окисления поверхность лопаток и при этом недопустимо проведение ГИП охлаждаемых лопаток ТВД с механически обработанным профилем пера лопаток, т.к. происходит значительное уменьшение механических свойств. После ГИП на поверхности лопаток наблюдаются компенсационные вмятины и окисленный слой.
Наиболее близким по технической сущности является способ повышения качества и эксплуатационной надежности деталей газовых турбин из жаропрочных никелевых сплавов, включающий нанесение диффузионного защитного покрытия на поверхность лопаток и последующее горячее изостатическое прессование в газоплотной пресс-форме при давлении 10000-50000 psi (US 4145481, B 05 D 3/06, 1979).
Недостатком данного способа является невозможность создания на наружной и внутренней поверхностях механически обработанного пера лопаток равномерного защитного покрытия заданной толщины.
Задачей технического решения является увеличение надежности и ресурса лопаток ТВД за счет получения на наружной и внутренней поверхностях механически обработанного пера лопаток равномерного защитного покрытия заданной толщины.
В прелагаемом способе после механической обработки профиля пера лопаток, перед ГИП, на наружную и внутреннюю поверхности лопаток наносят диффузионное защитное покрытие (Аl, Cr-Al, Co-Al) циркуляционным газовым методом [способ нанесения известен: В.П.Лесников, В.П.Кузнецов, Ю.О.Горошенко и др. Диффузионное насыщение алюминием и хромом никелевых сплавов циркуляционным методом из газовой фазы. МиТОМ, 10, 1998, с. 21-25, патент РФ 1238597, С 23 С 10/00, 1984].
Поставленная задача решается в способе повышения качества и эксплуатационной надежности лопаток турбины газотурбинных двигателей из жаропрочных никелевых сплавов, включающем нанесение диффузионного защитного покрытия и последующее горячее изостатическое прессование, согласно изобретению предварительно осуществляют механическую обработку профиля пера лопаток, затем на наружную и внутреннюю поверхности лопаток наносят диффузионное защитное покрытие, при этом толщина покрытия на наружной поверхности составляет 20-35,9 мкм, а толщина покрытия на внутренней поверхности - 20-25,9 мкм.
ГИП приводит к устранению микропористости и формированию благоприятной структуры сплава лопаток, а диффузионное покрытие исключает образование окисленного слоя на наружных и внутренних полостях лопаток ТВД.
Указанный интервал толщины покрытия исключает пробой защитного покрытия и питтинговое окисление. При толщине покрытия меньше 20 мкм возможен пробой защитного покрытия и питтинговое окисление.
Верхний предел обусловлен тем, что при операции ГИП происходит увеличение толщины покрытия на 20-40%. При толщине покрытия больше 35,9 мкм возможно уменьшение предела выносливости лопаток.
Пример конкретного выполнения.
В течение 3 ч проводили ГИП двух партий охлаждаемых рабочих лопаток ТВД из сплава ЖСУВИ (после литья и механической обработки профиля пера лопаток) на установке HIRp-25-70-200-200 при Т=1220oС и давлении 1940 атм.
Первая партия лопаток (после литья и механической обработки профиля пера) подвергалась ГИП с использованием защитных экранов.
На вторую партию лопаток (после литья и механической обработки профиля пера) перед проведением ГИП наносили на наружную и внутреннюю поверхности диффузионное защитное покрытие (ГА) толщиной 20-35,9 мкм и 20-25,9 мкм соответственно циркуляционным газовым методом (предлагаемый способ).
В таблице приведены толщины диффузионного защитного покрытия на поверхности лопаток ТВД, глубина окисленного слоя на поверхности лопаток после проведения ГИП и предел выносливости лопаток (2•107 циклов испытаний после ГИП).
Предлагаемый способ ГИП охлаждаемых лопаток ТВД с окончательно механически обработанным профилем пера лопаток исключает образование окисленного слоя на наружной и внутренней поверхностях лопаток, что увеличивает ресурс лопаток в 1,5...2 раза. После проведения ГИП удаления защитного диффузионного покрытия с лопаток не требуется.
Claims (1)
- Способ повышения качества и эксплуатационной надежности лопаток турбины газотурбинных двигателей из жаропрочных никелевых сплавов, включающий нанесение диффузионного защитного покрытия на поверхность лопаток и последующее горячее изостатическое прессование, отличающийся тем, что предварительно осуществляют механическую обработку профиля пера лопаток, затем на наружную и внутреннюю поверхности лопаток наносят диффузионное защитное покрытие, при этом толщина покрытия на наружной поверхности составляет 20-35,9 мкм, а толщина покрытия на внутренней поверхности составляет 20-25,9 мкм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000103023A RU2184178C2 (ru) | 2000-02-07 | 2000-02-07 | Способ повышения качества и эксплуатационной надежности лопаток турбины газотурбинных двигателей из жаропрочных никелевых сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000103023A RU2184178C2 (ru) | 2000-02-07 | 2000-02-07 | Способ повышения качества и эксплуатационной надежности лопаток турбины газотурбинных двигателей из жаропрочных никелевых сплавов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000103023A RU2000103023A (ru) | 2001-11-20 |
RU2184178C2 true RU2184178C2 (ru) | 2002-06-27 |
Family
ID=20230349
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000103023A RU2184178C2 (ru) | 2000-02-07 | 2000-02-07 | Способ повышения качества и эксплуатационной надежности лопаток турбины газотурбинных двигателей из жаропрочных никелевых сплавов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2184178C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2556178C1 (ru) * | 2014-03-31 | 2015-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Способ защиты поверхности отливок турбинных лопаток при термической обработке |
-
2000
- 2000-02-07 RU RU2000103023A patent/RU2184178C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2556178C1 (ru) * | 2014-03-31 | 2015-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Способ защиты поверхности отливок турбинных лопаток при термической обработке |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6126852B2 (ja) | ガスタービン部品のコーティング及びコーティング方法 | |
RU2520236C2 (ru) | Соединение деталей из титана и стали диффузионной сваркой | |
RU2188250C2 (ru) | Способ алитирования жаропрочного сплава с высоким содержанием рения (варианты) | |
JP2001214704A (ja) | タービンブレード及びガスタービン部材 | |
US4370789A (en) | Fabrication of gas turbine water-cooled composite nozzle and bucket hardware employing plasma spray process | |
CN103590002A (zh) | 一种镍基高温合金Al-Cr涂层的制备方法 | |
US20080272004A1 (en) | Method for the production of an aluminum diffusion coating for oxidation protection | |
RU2184178C2 (ru) | Способ повышения качества и эксплуатационной надежности лопаток турбины газотурбинных двигателей из жаропрочных никелевых сплавов | |
CN110643921A (zh) | 一种降低镍基高温合金涡轮盘热应力的方法 | |
CN111621735B (zh) | 一种dd5单晶表面金属涂层阻扩散层制备方法 | |
RU2402639C1 (ru) | Способ нанесения комбинированного теплозащитного покрытия на детали из жаропрочных сплавов | |
CN108588636A (zh) | 一种提高脆性材料机械加工表面完整性的方法 | |
KR20160107244A (ko) | 마멸성 코팅을 가지는 구성요소 및 마멸성 코팅을 코팅하기 위한 방법 | |
RU2413785C1 (ru) | Способ нанесения покрытия | |
RU2308541C1 (ru) | Способ нанесения покрытий на сплавы | |
CN112626449A (zh) | 一种涡轮叶片上铬改性铝化物涂层的制备方法 | |
US9429035B2 (en) | Method for forming an improved thermal barrier coating (TBC), thermal-barrier-coated article and method for the repair thereof | |
CA2351286A1 (en) | Method of finish treating a steel blade for use in turbomachinery | |
RU2349679C1 (ru) | Способ нанесения комбинированного теплозащитного покрытия на лопатки турбин гтд | |
RU2410475C2 (ru) | Способ получения защитного покрытия на поверхности изделий | |
Chen et al. | Effect of Nickel-plating on laser welding of aluminum packages for microwave module | |
RU2507310C1 (ru) | СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ЖАРОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИДА НИКЕЛЯ (NiA1) | |
RU2496911C2 (ru) | Способ получения теплозащитного покрытия на детали газовой турбины из никелевого или кобальтового сплава | |
RU2261935C2 (ru) | Способ обработки изделия с равноосной структурой из жаропрочного сплава | |
RU2283365C2 (ru) | Способ защиты лопаток газовых турбин |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140208 |