Остаточные напряжения и механические свойства турбинных лопаток после лазерной обработки поверхности
Характерным видом механического разрушения участка входной кромки лопаток паровых турбин под воздействием капель воды считается эрозия. Рассмотрены три вида лазерной обработки: лазерная закалка, лазерный переплав и лазерная наплавка для предупреждения эрозии на лопатках из нержавеющей стали 20Х13....
Збережено в:
| Дата: | 2010 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2010
|
| Назва видання: | Автоматическая сварка |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101645 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Остаточные напряжения и механические свойства турбинных лопаток после лазерной обработки поверхности / Я. Дзянхуа, В. Лианг, Ч. Канли, Ч. Чжидзунг, В.С. Коваленко // Автоматическая сварка. — 2010. — № 3 (683). — С. 18-23. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-101645 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1016452016-06-07T03:02:48Z Остаточные напряжения и механические свойства турбинных лопаток после лазерной обработки поверхности Дзянхуа, Я. Лианг, В. Канли, Ч. Чжидзунг, Ч. Коваленко, В.С. Научно-технический раздел Характерным видом механического разрушения участка входной кромки лопаток паровых турбин под воздействием капель воды считается эрозия. Рассмотрены три вида лазерной обработки: лазерная закалка, лазерный переплав и лазерная наплавка для предупреждения эрозии на лопатках из нержавеющей стали 20Х13. Сравнены остаточные напряжения и механические свойства лопаток при использовании трех методов обработки. Показано, что поверхностная микротвердость лопаток повышается после лазерной обработки поверхности. При этом повышается прочность материала, однако снижаются удлинение и сужение. Ударные разрушения носят характер хрупких разрушений. Зона лазерного упрочнения содержит остаточные сжимающие напряжения, а зона термического влияния — небольшие поперечные растягивающие напряжения. Erosion is considered to be a characteristic type of mechanical fracture in a region of steam turbine blade edges, which may occur under the effect of water drops. Three types of laser treatment, including laser hardening, laser remelting and laser cladding, intended for prevention of erosion of the blades made form stainless steel 20Kh13 are examined. Residual stresses and mechanical properties resulting from the use of the three surface modification methods are compared. It is shown that laser surface modification causes increase in surface microhardness of the blades and strength of the material, but leads to decrease in elongation and reduction in area. Impact fractures are of a brittle character. Residual compressive stresses form in the laser-hardened zone, and low transverse tensile stresses form in the heat-affected zone. 2010 Article Остаточные напряжения и механические свойства турбинных лопаток после лазерной обработки поверхности / Я. Дзянхуа, В. Лианг, Ч. Канли, Ч. Чжидзунг, В.С. Коваленко // Автоматическая сварка. — 2010. — № 3 (683). — С. 18-23. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 0005-111X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101645 621.791:62-135 ru Автоматическая сварка Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Научно-технический раздел Научно-технический раздел |
| spellingShingle |
Научно-технический раздел Научно-технический раздел Дзянхуа, Я. Лианг, В. Канли, Ч. Чжидзунг, Ч. Коваленко, В.С. Остаточные напряжения и механические свойства турбинных лопаток после лазерной обработки поверхности Автоматическая сварка |
| description |
Характерным видом механического разрушения участка входной кромки лопаток паровых турбин под воздействием
капель воды считается эрозия. Рассмотрены три вида лазерной обработки: лазерная закалка, лазерный переплав
и лазерная наплавка для предупреждения эрозии на лопатках из нержавеющей стали 20Х13. Сравнены остаточные
напряжения и механические свойства лопаток при использовании трех методов обработки. Показано, что поверхностная микротвердость лопаток повышается после лазерной обработки поверхности. При этом повышается прочность материала, однако снижаются удлинение и сужение. Ударные разрушения носят характер хрупких разрушений.
Зона лазерного упрочнения содержит остаточные сжимающие напряжения, а зона термического влияния — небольшие
поперечные растягивающие напряжения. |
| format |
Article |
| author |
Дзянхуа, Я. Лианг, В. Канли, Ч. Чжидзунг, Ч. Коваленко, В.С. |
| author_facet |
Дзянхуа, Я. Лианг, В. Канли, Ч. Чжидзунг, Ч. Коваленко, В.С. |
| author_sort |
Дзянхуа, Я. |
| title |
Остаточные напряжения и механические свойства турбинных лопаток после лазерной обработки поверхности |
| title_short |
Остаточные напряжения и механические свойства турбинных лопаток после лазерной обработки поверхности |
| title_full |
Остаточные напряжения и механические свойства турбинных лопаток после лазерной обработки поверхности |
| title_fullStr |
Остаточные напряжения и механические свойства турбинных лопаток после лазерной обработки поверхности |
| title_full_unstemmed |
Остаточные напряжения и механические свойства турбинных лопаток после лазерной обработки поверхности |
| title_sort |
остаточные напряжения и механические свойства турбинных лопаток после лазерной обработки поверхности |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| publishDate |
2010 |
| topic_facet |
Научно-технический раздел |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101645 |
| citation_txt |
Остаточные напряжения и механические свойства турбинных лопаток
после лазерной обработки поверхности / Я. Дзянхуа, В. Лианг, Ч. Канли, Ч. Чжидзунг, В.С. Коваленко // Автоматическая сварка. — 2010. — № 3 (683). — С. 18-23. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| series |
Автоматическая сварка |
| work_keys_str_mv |
AT dzânhuaâ ostatočnyenaprâženiâimehaničeskiesvojstvaturbinnyhlopatokposlelazernojobrabotkipoverhnosti AT liangv ostatočnyenaprâženiâimehaničeskiesvojstvaturbinnyhlopatokposlelazernojobrabotkipoverhnosti AT kanlič ostatočnyenaprâženiâimehaničeskiesvojstvaturbinnyhlopatokposlelazernojobrabotkipoverhnosti AT čžidzungč ostatočnyenaprâženiâimehaničeskiesvojstvaturbinnyhlopatokposlelazernojobrabotkipoverhnosti AT kovalenkovs ostatočnyenaprâženiâimehaničeskiesvojstvaturbinnyhlopatokposlelazernojobrabotkipoverhnosti |
| first_indexed |
2025-07-07T11:11:34Z |
| last_indexed |
2025-07-07T11:11:34Z |
| _version_ |
1836986343509458944 |
| fulltext |
УДК 621.791:62-135
ОСТАТОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ
И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТУРБИННЫХ ЛОПАТОК
ПОСЛЕ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ
Я. ДЗЯНХУА, В. ЛИАНГ, Ч. КАНЛИ, Ч. ЧЖИДЗУНГ (Технологический ун-т Жеианга, г. Ханчжоу, Китай),
В. С. КОВАЛЕНКО (Ин-т исследований по лазерной технологии НТУУ «Киевский политехнический институт»)
Характерным видом механического разрушения участка входной кромки лопаток паровых турбин под воздействием
капель воды считается эрозия. Рассмотрены три вида лазерной обработки: лазерная закалка, лазерный переплав
и лазерная наплавка для предупреждения эрозии на лопатках из нержавеющей стали 20Х13. Сравнены остаточные
напряжения и механические свойства лопаток при использовании трех методов обработки. Показано, что повер-
хностная микротвердость лопаток повышается после лазерной обработки поверхности. При этом повышается проч-
ность материала, однако снижаются удлинение и сужение. Ударные разрушения носят характер хрупких разрушений.
Зона лазерного упрочнения содержит остаточные сжимающие напряжения, а зона термического влияния — небольшие
поперечные растягивающие напряжения.
К л ю ч е в ы е с л о в а : лазерная обработка, лопатки тур-
бин, хромистая сталь, остаточные напряжения, механи-
ческие свойства
Лопатки паровых турбин являются ответственны-
ми компонентами силовых установок, которые
преобразуют линейное движение пара высокой
температуры и высокого давления, движущегося
в сторону снижения давления, во вращательное
движение вала турбины [1, 2]. Эрозия под воз-
действием капель воды является хорошо извест-
ным явлением на движущихся лопатках, работа-
ющих на стороне паровых турбин с низким
давлением. Она инициируется конденсатом «ма-
леньких» первичных капель в объеме переохлаж-
денного пара в потоке, который затем разделяется
на поверхности лопатки и приводит к образова-
нию «крупных» капель, вызывающих эрозию [3].
Для улучшения сопротивления эрозии лопаток
с низким давлением под воздействием капель во-
ды применяли лазерную наплавку сплавом стел-
лита, которая приводила к образованию остаточ-
ных напряжений на участке наплавки [4]. При-
чиной их образования является различие в теп-
ловом расширении между сплавом стеллита и ос-
новным металлом при охлаждении, тепловой де-
формации, вызванной различиями в нагреве/ох-
лаждении на разных участках и направленной
жесткостью в пределах имеющихся сечений [5].
Для упрочнения лопаток паровых турбин, а
также поддержания высокой твердости поверх-
ности, преодоления высоких остаточных напря-
жений после лазерной наплавки и получения
плотного упрочненного слоя с хорошей адгезией
использовали лазерную закалку, лазерный переп-
лав и лазерное сплавление [6, 7]. Как один из
вариантов закаливающихся сталей хромистая
сталь 20Х13 сочетает отличную износостойкость
высокоуглеродистых сталей с высокой коррозион-
ной стойкостью хромистой нержавеющей стали.
При введении достаточного количества углерода
в хромистую нержавеющую сталь последняя при-
обретает высокие прочность, твердость, при этом
обеспечивается необходимая коррозионная стой-
кость и повышается износостойкость данной
стали. Благодаря упомянутым достоинствам сталь
20Х13 применяют для изготовления стомато-
логических, хирургических инструментов, а также
лопаток паровых турбин.
В данной работе способы лазерной закалки,
лазерного переплава и лазерной наплавки при-
меняли на лопатках паровых турбин из стали
20Х13 с целью обеспечения высокой твердости
поверхности и низких остаточных напряжений.
При лазерной закалке осуществление процесса
предусматривает лазерный нагрев и естественное
охлаждение. Лазерный переплав является процес-
сом быстрого оплавления и кристаллизации по-
верхности материала. Благодаря добавлению ле-
гирующего материала на поверхность подложки
способ лазерной наплавки может обеспечить вы-
сокое качество поверхности при сохранении ис-
ходных свойств материала в объеме. Эти три спо-
соба перспективны применительно к лопаткам
различного типа, эксплуатирующихся в различ-
ных рабочих средах, в качестве альтернативы тра-
диционным методам упрочнения лопаток. В этом
случае срок службы лопаток увеличится при сох-
ранении высокой эффективности работы агрега-
тов. В настоящей работе исследованы микрост-
руктура, микротвердость, механические свойства
© Я. Дзянхуа, В. Лианг, Ч. Канли, Ч. Чжидзунг, В. С. Коваленко, 2010
18 3/2010
и остаточные напряжения в поверхностном слое
лопаток, упрочненном различными способами.
Методика проведения экспериментов. В ка-
честве материала подложки использовали сталь
20Х13, которую подвергали закалке и отпуску
(нагрев до 980…1035 °С, за которым следовала
закалка в масле, а затем отпуск при 220…300 °С).
Химический состав нержавеющей стали 20Х13
следующий, мас. %: 0,16…0,21 C; 12 Cr; <1 Si;
<0,8 Mn; <0,03 Si; <0,04 P; остальное — Fe. На
рис. 1, а приведена микроструктура нержавею-
щей стали 20Х13, демонстрирующая структуру
сорбита отпуска. Поверхность очищали путем об-
работки ультразвуком в ацетоне или спирте. Пос-
ле этого при лазерной наплавке на нее наносили
легирующий порошок, смешанный с некоторым ко-
личеством связки. Эти эксперименты проводили с
помощью CO2-лазерной установки с номинальной
мощностью лазера 7 кВт и рабочим столом с ЧПУ.
Для упрочнения лопаток паровых турбин из стали
20Х13 использовали три различных оптимизиро-
ванных параметра лазерной обработки (табл. 1).
Образцы № 1–3 обрабатывали соответственно пу-
тем лазерной закалки, переплава и сплавления.
Химический состав материала для лазерного по-
верхностного сплавления для трех образцов сле-
дующий, мас. %: 1,3 Si; 2,86 Cr; 3,29 Ni; 0,98
Fe; 40,24 W; 51,33 Co.
Механические свойства определяли с помо-
щью гидравлической универсальной испытатель-
ной машины WE-30. Микроструктуру и химичес-
кий состав изучали с использованием сканирую-
щего электронного микроскопа FEI-SIRION100,
оснащенного энергодифракционным спектромет-
ром Thermo NORAN (ЭДС). Картины фазового
распределения на поверхности измеряли на Ther-
mo SCINTAG TRA. Микротвердость оценивали
с помощью прибора HDX100 с нагрузкой 200 г
и временем действия 15 с. Остаточные напряже-
ния определяли с помощью измерителя остаточ-
ных напряжений X-350A.
Результаты и их обсуждение. Микрострук-
тура и микротвердость. После лазерной закалки
образца № 1 в слое лазерного упрочнения был
обнаружен мелкий мартенсит, расположенный в
шахматном порядке (рис. 1, б). В процессе быс-
трого нагрева и охлаждения при лазерном упроч-
нении рост зерен аустенита сдерживается и об-
разуется высокодисперсная микроструктура, что
приводит к повышению твердости поверхности.
После лазерного переплава у образца № 2 по-
Рис. 1. Микроструктура подложки (а) и средней части слоя лазерного упрочнения: а — подложка (сталь 20Х13); б — лазерная
закалка (образец № 1); в — лазерный переплав (образец № 2); г — лазерная наплавка (образец № 3)
Т а б л и ц а 1. Оптимизированные параметры лазера (се-
чение луча лазера 2 8 мм2)
Номер
образца
Мощ-
ность, кВт
Скорость сканирова-
ния, мм/мин
Добавленный легиру-
ющий порошок
1 1,2 300 Нет
2 1,6 500 »
3 1,6 500 Есть
3/2010 19
верхность переплавленного слоя, видимо, имеет
литую структуру, а мартенсит в металле ЗТВ
крупнее, чем в подложке (рис. 1, в). По сравнению
с лазерным переплавом микроструктура после ла-
зерной наплавки намного мельче (рис. 1, г). В
процессе лазерной наплавки под влиянием лазер-
ного излучения большой мощности поверхность
образца расплавляется, а легирующий порошок
сплавляется с расплавленным слоем, что подт-
верждают результаты ЭДС. Химический состав
слоя, полученного лазерным сплавлением, следу-
ющий, мас. %: 0,29 Si; 13,78 Cr; 10,59 W; 0,47 Ni;
0,46 V; 1,32 Mo; Fe, остальное — С. Согласно
результатам фазового распределения, приведен-
ным на рис. 2, фазы легированного слоя включают
WC, Fe2C и Cr7C3 (рис. 2). Сильно децентриро-
ванные твердые фазы WC будут основной при-
чиной улучшения микроструктуры. Закаливае-
мость материалов усиливается благодаря присут-
ствию хрома. В то же время твердость повышается
благодаря образованию твердых фаз Cr7C3. Пос-
кольку никель является элементом, обеспечива-
ющим расширение области аустенита, то его до-
бавка предотвращает образование частиц второй
фазы и улучшает характеристики сопротивления
эрозии поверхности.
Твердость поперечного сечения после лазер-
ного упрочнения испытывали в направлении от
поверхности к подложке (рис. 3). Как видно из
рисунка, толщина слоя лазерной закалки у образца
№ 1 равна около 1,2 мм, толщина слоя лазерного
переплава у образца № 2 около 0,9 мм, а лазерной
наплавки у образца № 3 — около 0,4 мм. Твер-
дость снижается от поверхности к подложке с
определенным градиентом. Твердость закаленно-
го слоя образца № 1 ниже, чем у образцов № 2
и 3. Однако глубина закаленного слоя больше,
чем у образцов № 2 и 3. Более низкая скорость
приводит к большей глубине нагреваемого слоя
и преобразованию в более мелкий мартенсит с
шахматным расположением, что является основ-
ным механизмом упрочнения при лазерной закал-
ке (рис. 2). Из-за более высокой скорости лазер-
ного сканирования и высокой скорости охлажде-
ния упрочненный слой образцов № 2 и 3 тоньше,
чем образца № 1. Наибольшее значение твердости
обнаружено в образце № 3 из-за добавленного
легирующего материала и твердых фаз (WC, Fe2C
и Cr7C3) после лазерной обработки.
Механические свойства. Результаты испыта-
ний образцов на растяжение после лазерной об-
работки приведены в табл. 2. После лазерной об-
работки прочность образцов на растяжение улуч-
шается, а удлинение и сужение поперечного се-
чения уменьшаются. После лазерной закалки у
образца № 1 зерна измельчаются, так что проч-
ность на растяжение немного увеличивается. По
сравнению с технологией лазерной закалки ла-
зерный переплав и лазерная наплавка требуют
более высокой плотности мощности лазера для
расплавления поверхности. Из-за литой микрос-
труктуры пластические свойства несколько ухуд-
шаются.
Результаты испытания на удар после лазерной
обработки приведены в табл. 3. Из-за остаточных
напряжений и хрупкого мартенсита после лазер-
ного облучения ударная вязкость всех образцов
снижается.
На рис. 4 показаны фрактограммы изломов
подложки и трех образцов после ударного раз-
рушения. В подложке обнаруживается большое
количество плоскостей скола, но есть и частичные
Рис. 2. Картина фазового распределения верхней части повер-
хности слоя, полученного лазерным сплавлением
Рис. 3. Твердость поперечного сечения образцов № 1–3 (1–3)
после лазерной обработки
Т а б л и ц а 2. Результаты испытания образцов на растя-
жение после лазерной обработки
Номер
образца
Прочность на
растяжение,
МПа
Удлинение, % Сужение, %
1 881,51 15,93 39,40
2 860,14 13,88 33,43
3 863,88 13,47 32,77
Подложка 850,65 15,97 41,50
20 3/2010
ямки. После лазерной закалки у образца № 1 зерна
плоскости скола становятся немного меньше. Пос-
ле лазерного переплава и лазерной наплавки у
образцов № 2 и 3 также наблюдаются плоскости
скола. Из-за более высокой мощности лазера и
более высокой скорости охлаждения зерна нам-
ного мельче, чем в образце № 1, так что плоскости
скола меньше, чем у подложки и образца № 1.
Остаточные напряжения. Участок лазерного
упрочнения (рис. 5) представляет собой выпуклую
поверхность лопаток и подвергается воздействию
капель воды на последней ступени паровых тур-
бин. Во избежание интегральной деформации и
снижения стоимости для упрочнения было выб-
рано только локальное сечение. Как видно из
рис. 5, точки 1, 3–8 находятся на участке лазерной
закалки, точки 2 и 9 — в металле ЗТВ, а точка
10 — в подложке для сравнения.
Распределение остаточных напряжений в ло-
патках после лазерной закалки и лазерной нап-
лавки приведены на рис. 6. Параметры обработки
при лазерном переплаве такие же, что и при ла-
зерной наплавке, так что результаты испытаний
на остаточные напряжения после лазерной на-
плавки рассматриваются приблизительно как та-
кие же, что и при лазерном сплавлении. Попе-
речное и продольное напряжение на поверхности
исходной лопатки (рис. 5, точка 10) равны соот-
ветственно 231 и 212 МПа. Поперечное остаточ-
ное напряжение в металле ЗТВ представляет со-
бой растягивающее напряжение, а продольное ос-
таточное сжимающее напряжение в металле ЗТВ
намного ниже, чем на участке лазерной обработки
(рис. 5, точки 2 и 9). Остаточное напряжение то-
чек 2 и 3 аналогично точкам 8 и 9 на рис. 5.
Все эти точки находятся возле исходного поло-
Т а б л и ц а 3. Результаты испытаний на удар после ла-
зерной обработки
Номер образца Энергия удара, Дж Вязкость, Дж/см2
1 37,3 46,67
2 37,4 46,83
3 37,0 46,25
Подложка 37,7 47,08
Рис. 4. Фрактограммы изломов упрочненных лазерной обработкой образцов после ударного разрушения: а — подложка; б —
лазерная закалка (образец № 1); в — лазерный переплав (образец № 2); г — лазерная наплавка (образец № 3)
Рис. 5. Места распределения точек испытания (1–10) на оста-
точные напряжения на участке лазерной закалки: I — участок
лазерного упрочнения; II — ЗТВ
3/2010 21
жения лазерного сканирования с более низкой
энергией лазера, так что эффект отжига со сня-
тием напряжений при более низкой энергии ла-
зерного излучения приводит к состоянию оста-
точных напряжений, отличающемуся от участка
под воздействием высокой излучающей энергии
лазера. Все остаточные напряжения на участке с
высокой энергией лазерной обработки представ-
ляют собой сжимающие напряжения. Очевидно,
что сжимающее остаточное напряжение после ла-
зерного сплавления больше, чем при лазерной за-
калке как в поперечном, так и в продольном нап-
равлении. Под влиянием быстрого нагрева лазе-
ром и быстрого охлаждения в материале проис-
ходят фазовые изменения с преобразованием аус-
тенита в мартенсит при обработке лазерной за-
калкой, что приводит к расширению объема. Сле-
довательно, на поверхности материала присутс-
твуют сжимающие остаточные напряжения. Для
лазерного сплавления необходима более высокая
мощность лазера, чтобы обрабатываемый участок
поверхности лопатки расплавлялся. При короткой
обработке быстрым охлаждением после лазерного
нагрева расплавленный материал сразу же крис-
таллизуется, а исходное напряженное состояние
одновременно изменяется [8]. На практике соот-
ветствующее сжимающее напряжение является
благоприятным, в то время как растягивающее
напряжение может привести к снижению уста-
лостной прочности лопаток.
В заключение следует отметить, что упроч-
ненный слой самой большой толщины обнаружен
после лазерной закалки, однако твердость его ни-
же, чем при лазерном переплаве и лазерной нап-
лавке. Мартенсит, распределенный в шахматном
порядке, является основной микроструктурой уп-
рочненного слоя после лазерной закалки. Мик-
роструктура после лазерного переплава мельче,
чем при лазерной закалке. Лазерная наплавка
обеспечивает наибольшую твердость (HV 0,2 —
780), но при этом обеспечивается тонкий упроч-
ненный слой. Основными упрочняющими фазами
в легированном слое являются WC, Fe2C и Cr7C3.
После обработки тремя лазерными способами
прочность материала на растяжение улучшается,
и в то же время снижаются удлинение и сужение
поперечного сечения. Ударная вязкость материала
не снижается после лазерного упрочнения. Исходя
из анализа ударного разрушения сканирующим
электронным методом, ударные разрушения уп-
рочненных слоев содержали большое количество
хрупких разрушений. При повышении скорости ла-
зерного сканирования и мощности лазера зерна
плоскостей скола постепенно становятся меньше.
Наименьшая плоскость скола установлена у образ-
ца, полученного при лазерном сплавлении.
После лазерной обработки в зоне лазерного
упрочнения присутствуют высокие остаточные
сжимающие напряжения в обоих направлениях.
Но на кромке зоны лазерного сканирования и в
металле ЗТВ присутствуют поперечные растяги-
вающие напряжения и более низкие продольные
сжимающие напряжения. По сравнению с повер-
хностным остаточным напряжением после лазер-
ной закалки остаточное сжимающее напряжение
после лазерного сплавления повышается на 35%.
Полученные экспериментальные данные могут
быть использованы при выборе способа упроч-
нения поверхности лопаток паровых турбин.
Авторы выражают благодарность за финан-
совую поддержку работы, выполненной в рамках
проекта международного сотрудничества Минис-
терства науки и технологии (JG-JD-2008001) и От-
крытого регионального фонда по теме «Передовые
обрабатывающие технологии (АМТ200506-009)».
1. Failure analysis of the final stage blade in steam turbine / W.
Wei-Ze, X. Fu-Zhen, Z. Kui-Long, Shan-Tung Tu // Mater.
Sci. Eng. A. — 2006. — 437. — P. 70–74.
2. Steam turbine blade failure analysis / Z. Mazur, R. Garcia-Il-
lescas, J. Aguirre-Romano, N. Perez-Rodriguez // Eng. Fail.
Anal. — 2008. — 15. — P. 129–141.
Рис. 6. Распределение остаточных (см. точки 2–7 на рис. 5) (а) и растягивающих (б) (1, 5, 8, 9) напряжений в лопатках: 1, 3 —
соответственно поперечное направление; 2, 4 — продольное
22 3/2010
3. Mann B.S., Vivek Arya. HVOF coating and surface treatment
for enhancing droplet erosion resistance of steam turbine
blades // Wear. — 2003. — 254. — P. 652–667.
4. Kathuria Y. P. Some aspects of laser surface cladding in the
turbine industry // Surf. Coat. Technol. — 2000. — 132. —
P. 262–269.
5. Residual stress measurements in laser clad repaired low
pressure turbine blades for the power industry / P. Bendeich,
N. Alamb, M. Brandt et al. // Mater. Sci. Eng. A. — 2006.
— 437. — P. 70–74.
6. Coating residual stress effects on fatigue performance of
7050-T7451 aluminum alloy / A. A. Marin de Camargo,
H. J. Cornelis, V. M. Odila Hilario Cioffi, Midori Yoshika-
wa Pitanga Costa // Surf. Coat. Technol. — 2007. — 201. —
P. 9448–9455.
7. Fatigue behaviour of laser repairing welded joints / L. P.
Borrego, J. T. B. Pires, J. M. Costa, J. M. Ferreira // Eng.
Fail. Anal. — 2007. — 14. — P. 1586–1593.
8. Influence of an intermediate layer on the residual stress field
in a laser clad / A. Frenka, C. F. Marsdena, J.-D. Wagnie’rea
et al. // Surf. Coat. Technol. — 1991.— 45. — P. 435–441.
Erosion is considered to be a characteristic type of mechanical fracture in a region of steam turbine blade edges, which
may occur under the effect of water drops. Three types of laser treatment, including laser hardening, laser remelting and
laser cladding, intended for prevention of erosion of the blades made form stainless steel 20Kh13 are examined. Residual
stresses and mechanical properties resulting from the use of the three surface modification methods are compared. It is
shown that laser surface modification causes increase in surface microhardness of the blades and strength of the material,
but leads to decrease in elongation and reduction in area. Impact fractures are of a brittle character. Residual compressive
stresses form in the laser-hardened zone, and low transverse tensile stresses form in the heat-affected zone.
Поступила в редакцию 06.07.2009
МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
С ЭЛЕМЕНТАМИ НАУЧНОЙ ШКОЛЫ ДЛЯ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ
«ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ЭКОНОМИКА
В МАШИНОСТРОЕНИИ»
20–21 мая 2010 г . г . Юрга, ЮТИ ТПУ
Организаторы конференции
• Томский политехнический университет
• Юргинский технологический институт (филиал)
Томского политехнического университета
• Департамент образования и науки Кемеровской
области
• Администрация города Юрги
Секции и научные направления конференции
1. Инновационные технологии получения
неразъемных соединений в машиностроении
• инновационные технологии сварочного
производства
• применение сварочной техники в отраслях
промышленности
• контроль качества сварных конструкций и
сертификация
2. Инновационные технологии получения и
обработки материалов в машиностроении
• инновационные технологии получения и
обработки материалов
• электрометаллургия стали и ферросплавов
• контроль качества и сертификация
металлургической продукции
• оборудование механической и физико-
технической обработки
• технологии быстрого прототипирования
• конструирование и усовершенствование машин
и механизмов
3. Автоматизация, информатизация,
экономика и менеджмент на предприятии
• автоматизация производственных процессов и
компьютерные технологии
• общие вопросы программного обеспечения
• информационные технологии в управлении
• экономика
• менеджмент, сертификация и маркетинг произ-
водственных процессов
4. Защита окружающей среды, безопасность и
охрана труда на предприятиях
• отраслевые, региональные и международные
аспекты экологии и БЖД
• решение проблемы отходов и ресурсосбе-
режения
• современные методы защиты в чрезвычайных
ситуациях
• научно-методические аспекты оздоровительной
и адаптивной физической культуры
5. Передовые технологии и техника для
разработки недр и землепользования
• новые техника и технологии освоения
подземного пространства
• геология и геомеханика
• инновационные технологии и современные
технические средства АПК
6. Научная школа для молодых ученых
«Новые и новейшие технологии в
машиностроении»
Организационный комитет
Адрес: ЮТИ ТПУ, 652055, Кемеровская область, г. Юрга, ул. Ленинградская, д. 26
Тел.: (+7 38451) 6-53-95
Факс: (+7 38451) 6-53-95
www.uti.tpu.ru, utiscience@rambler.ru
Председатель Оргкомитета: Чинахов Дмитрий Анатольевич, канд. техн. наук, доцент
Секретарь конференции: Фисоченко Елена Геннадьевна
3/2010 23
|