Автоматизированное проектирование состава технологичного жаропрочного сплава на никелевой основе для изготовления цельнолитых сопловых аппаратов

По алгоритму разработанной комплексной расчетно-аналитической методики спроектирован новый литейный жаропрочный коррозионностойкий никелевый сплав ЖС3ЛС-М для изготовления цельнолитых сопловых аппаратов, имеющий жаропрочность σ₄₀⁹⁷⁵= 180...200 МПа на уровне промышленного жаропрочного некоррозионност...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2017
Автори:	Гайдук, С.В., Кононов, В.В., Куренкова, В.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2017
Назва видання:	Автоматическая сварка
Теми:	Научно-технический раздел
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/148957
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:	Автоматизированное проектирование состава технологичного жаропрочного сплава на никелевой основе для изготовления цельнолитых сопловых аппаратов / С.В. Гайдук, В.В. Кононов, В.В. Куренкова // Автоматическая сварка. — 2017. — № 12 (770). — С. 13-21. — Бібліогр.: 24 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-148957
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1489572019-02-20T01:23:04Z Автоматизированное проектирование состава технологичного жаропрочного сплава на никелевой основе для изготовления цельнолитых сопловых аппаратов Гайдук, С.В. Кононов, В.В. Куренкова, В.В. Научно-технический раздел По алгоритму разработанной комплексной расчетно-аналитической методики спроектирован новый литейный жаропрочный коррозионностойкий никелевый сплав ЖС3ЛС-М для изготовления цельнолитых сопловых аппаратов, имеющий жаропрочность σ₄₀⁹⁷⁵= 180...200 МПа на уровне промышленного жаропрочного некоррозионностойкого сплава ВЖЛ12Э, а также технологическую свариваемость и коррозионную стойкость на уровне промышленного свариваемого коррозионностойкого сплава ЖСЗЛС. За алгоритмом розробленої комплексної розрахунково-аналітичної методики спроектований новий ливарний жароміцний корозійностійкий нікелевий сплав ЖС3ЛС-М для виготовлення цільнолитих соплових апаратів, що має жароміцність σ₄₀⁹⁷⁵ = 180...200 МПа на рівні промислового жароміцного некорозійностійкого сплаву ВЖЛ12Е, а також технологічну зварюваність і корозійну стійкість на рівні промислового зварюваного корозійностійкого сплаву ЖС3ЛС. According to the algorithm of a comprehensive analytical solution method (CASM), a new high-temperature corrosion-resistant nickel-base cast alloy ZMI-ZU-М1 has been developed for manufacture of turbine blades by the method of a directional (mono-) crystallization. The developed alloy is characterized by the corrosion resistance at the level of the industrial corrosion-resistant alloy ZMI-ZU, having the improved high-temperature properties (σ₄₀⁹⁷⁵ = 260 MPa) at the level of the aircraft high-temperature nickel-base cast alloy ZhS26 VI with the directed crystallization. 2017 Article Автоматизированное проектирование состава технологичного жаропрочного сплава на никелевой основе для изготовления цельнолитых сопловых аппаратов / С.В. Гайдук, В.В. Кононов, В.В. Куренкова // Автоматическая сварка. — 2017. — № 12 (770). — С. 13-21. — Бібліогр.: 24 назв. — рос. 0005-111X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/148957 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 Гайдук, С.В. Кононов, В.В. Куренкова, В.В. Автоматизированное проектирование состава технологичного жаропрочного сплава на никелевой основе для изготовления цельнолитых сопловых аппаратов Автоматическая сварка
description	По алгоритму разработанной комплексной расчетно-аналитической методики спроектирован новый литейный жаропрочный коррозионностойкий никелевый сплав ЖС3ЛС-М для изготовления цельнолитых сопловых аппаратов, имеющий жаропрочность σ₄₀⁹⁷⁵= 180...200 МПа на уровне промышленного жаропрочного некоррозионностойкого сплава ВЖЛ12Э, а также технологическую свариваемость и коррозионную стойкость на уровне промышленного свариваемого коррозионностойкого сплава ЖСЗЛС.
format	Article
author	Гайдук, С.В. Кононов, В.В. Куренкова, В.В.
author_facet	Гайдук, С.В. Кононов, В.В. Куренкова, В.В.
author_sort	Гайдук, С.В.
title	Автоматизированное проектирование состава технологичного жаропрочного сплава на никелевой основе для изготовления цельнолитых сопловых аппаратов
title_short	Автоматизированное проектирование состава технологичного жаропрочного сплава на никелевой основе для изготовления цельнолитых сопловых аппаратов
title_full	Автоматизированное проектирование состава технологичного жаропрочного сплава на никелевой основе для изготовления цельнолитых сопловых аппаратов
title_fullStr	Автоматизированное проектирование состава технологичного жаропрочного сплава на никелевой основе для изготовления цельнолитых сопловых аппаратов
title_full_unstemmed	Автоматизированное проектирование состава технологичного жаропрочного сплава на никелевой основе для изготовления цельнолитых сопловых аппаратов
title_sort	автоматизированное проектирование состава технологичного жаропрочного сплава на никелевой основе для изготовления цельнолитых сопловых аппаратов
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2017
topic_facet	Научно-технический раздел
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/148957
citation_txt	Автоматизированное проектирование состава технологичного жаропрочного сплава на никелевой основе для изготовления цельнолитых сопловых аппаратов / С.В. Гайдук, В.В. Кононов, В.В. Куренкова // Автоматическая сварка. — 2017. — № 12 (770). — С. 13-21. — Бібліогр.: 24 назв. — рос.
series	Автоматическая сварка
work_keys_str_mv	AT gajduksv avtomatizirovannoeproektirovaniesostavatehnologičnogožaropročnogosplavananikelevojosnovedlâizgotovleniâcelʹnolityhsoplovyhapparatov AT kononovvv avtomatizirovannoeproektirovaniesostavatehnologičnogožaropročnogosplavananikelevojosnovedlâizgotovleniâcelʹnolityhsoplovyhapparatov AT kurenkovavv avtomatizirovannoeproektirovaniesostavatehnologičnogožaropročnogosplavananikelevojosnovedlâizgotovleniâcelʹnolityhsoplovyhapparatov
first_indexed	2025-07-12T20:45:29Z
last_indexed	2025-07-12T20:45:29Z
_version_	1837475439532048384
fulltext	НАУЧНО-ТЕХНИЧЕ КИЙ РАЗДЕЛ 13ISSN 0005-111 АВТОмАТИЧЕ КАя ВАРКА, 12 770 , 2017 doi org as А А А А А А ЖА А А А А А А С. В. ГАЙДУК1 , В. В. КОНОНОВ1 , В. В. КУРЕНКОВА 2 апоро ский на те нический университет ( ) г апоро ье ул Жуковского E mail rector ntu edu ua « атон ур айн екнолод из» г иев ул акетная E mail urenkova patontt com о алгоритму разра отанной комплексной расчетно аналитической методики спроектирован нов й литейн й аро- прочн й коррозионностойкий никелев й сплав Ж для изготовления ельнолит соплов аппаратов име- ю ий аропрочность а на уровне пром ленного аропрочного некоррозионностойкого сплава Ж а так е те нологическую свариваемость и коррозионную стойкость на уровне пром ленного свариваемого коррозионностойкого сплава Ж и лиогр та л рис К л ю ч е в ы е с л о в а : литейные жаропрочные никелевые сплавы, параметры работоспособности; комплексная рас- четно-аналитическая методика, регрессионная модель, регрессионное уравнение, служебные свойства; свариваемость настоя ее время ез применения нов аро- прочн материалов и те нологий производства из ни деталей газотур инн двигателей ( ) невозмо но о еспечить пов енн й уровень тре ований к перспективн м о тому од- ним из прогрессивн направлений пов ения ксплуата ионн арактеристик ответственн деталей является получение ельнолит со- плов аппаратов ( А) из нов литейн корро- зионностойки аропрочн никелев сплавов (Ж ) арактеризую и ся одновременно те - нологической свариваемостью и пов енн ми прочностн ми арактеристиками наи олее известн м литейн м Ж и- роко применяем м для изготовления ель- нолит А различного типа относятся про- м ленн е сплав Ж и Ж плав Ж легированн й алюминием в количестве мас в котором о емная доля аз достигает имеет пов енную термиче- скую ста ильность структурно азового состава то о еспечивает олее в сокую аропрочность и луч ее сопротивление в сокотемпературной ползучести материала до о по сравнению со сплавом Ж легированн м алюминием в ко- личестве мас в котором о емная доля аз составляет всего днако сплав Ж не отличается те нологической свари- ваемостью и нео одимой коррозионной стойко- стью что делает дальней ее его применение не осо о перспективн м казанн ми арактеристи- ками отличается пром ленн й сплав Ж однако он не арактеризуется тре уем м уровнем прочности что так е ограничивает его примене- ние для перспективн ледовательно проектирование и внедрение в пром ленность нов литейн коррозион- ностойки Ж отличаю и ся те нологиче- ской свариваемостью и пов енн м уровнем аропрочности является актуальн м конкурен- тоспосо н м и кономически в годн м направ- лением для изготовления ельнолит соплов аппаратов перспективн с помо ью разра- отанного кспрессного метода компьютерного проектирования заменив его мало ективн й мпирический метод «про и о и ок» Постановка задачи варка наплавка аро- прочн никелев сплавов является довольно сло н м про ессом ввиду наличия в ни оль о- го количества основной упрочняю ей аз γ′ i Al ( олее о ) менно в деление данной аз в про ессе кристаллиза ии или последую- ей термоо ра отки приводит к возникновению в ва или зона термического влияния тре ин дисперсионного твердения елью настоя ей ра от является проекти- рование с помо ью разра отанного кспрессно- го комплексного расчетно аналитического метода ( А ) нового литейного коррозионностой- кого Ж для изготовления ельнолит сопло- в аппаратов ( А) разн типов отличаю и - ся те нологической свариваемостью на уровне пром ленного сплава Ж и пов енн ми прочностн ми арактеристиками на уровне не- свариваемого и некоррозионностойкого пром - ленного сплава Ж айдук ононов уренкова НАУЧНО-ТЕХНИЧЕ КИЙ РАЗДЕЛ 14 ISSN 0005-111 АВТОмАТИЧЕ КАя ВАРКА, 12 770 , 2017 оиск перспективн компози ий разра ат - ваемого сплава проводился по алгоритму компью- терного моделирования методом А на основе систем легирования пром ленного литейного коррозионностойкого никелевого сплава Ж взятого за прототип имический состав которого приведен в та л вместе с составом пром лен- ного аропрочного сплава Ж взятого за аналог в ранную азовую систему легирования сплава Ж ( i o r Al Ti o W r ) вводились нов е лемент такие как га ний и тантал что ло о условлено следую им тантал и га ний спосо ствуют увеличению о емной доли основной упрочняю ей ′ аз и пов ению ее термодинамической ста ильности поло ительно влияют на мор ологию кар ид- ной аз типа е при том заметно подавляя ме анизм о разования менее термодинамически ста ильн и не лагоприятн по мор ологии кар идов типа е что спосо ствует пов е- нию о его запаса пластичности материала спосо ствуют значительному пов ению тем- ператур полного растворения основной упроч- няю ей ′ аз а следовательно увеличению ее остаточного количества при в соки температу- ра что о еспечивает пов ение арактеристик аропрочности а следовательно и длительной прочности пираясь на изло енное в е ли с орму- лирован ис одн е условия для проектирования сплава в новой системе многокомпонентного ле- гирования i o r Al Ti o W Ta r и е приведен основн е контролируем е параметр заклад ваем е в расчет для много- критериальной оптимиза ии состава разра ат - ваемого сплава Основные параметры для многокритериальной оптимизации состава проектируемого сплава: араметр ста ильности r ( r o W) уммарное количество лектронн вакансий в тв р ре vN γ уммарное количество валентн лектронов в тв р ре dM γ уммарное количество валентн лектронов в сплаве CdM араметр дис аланса систем легирования E уммарное содер ание ( o W Ta e u) мас уммарное содер ание (Al Ti b Ta ) мас < < емпература солидус tS о о емпературн й интервал гомогениза ии tгом о о оличество упрочняю ей ′ аз ( о ) V о < < азмерное несоответствие ре еток и (мис ит) редел кратковременной прочности ( о ) в а тносительное удлинение ( о ) лительная прочность разр ч араметр коррозии r Ti Al ритическая температура ускоренной tкрит о странение литейн де ектов на ельнолит А методом аргонодуговой сварки (А ) е нологическая свариваемость на уровне сплава Ж Анализ результатов данной ра оте пред- ставлен результат компьютерного проектиро- вания и кспериментальн исследований нового литейного коррозионностойкого никелевого спла- ва предназначенного для изготовления ельноли- т А типа в условия пром ленного предприятия им мельченко имею- его пов енн е прочностн е арактеристики и те нологическую свариваемость отличие от олее аропрочного пром ленного спла- ва Ж содер а его мас r и не от- личаю егося коррозионной стойкостью про- м ленн й свариваем й коррозионностойкий сплав Ж содер ит в составе оль ее коли- чество рома ( мас ) свою очередь сплав Ж не имеет тре уем й уровнь аропрочно- сти так как количество основной упрочняю ей ′ аз составляет всего что на мень е чем у сплава Ж ( ) о то- му для многокритериальной оптимиза ии соста- ва разра ат ваемого сплава ли с ормулирова- н следую ие тре ования и в ран основн е контролируем е параметр заклад ваем е в комплексн й расчет в полнение условий структурной ста ильно- сти по параметрам r ( r o W) vN γ dM γ Е CdM о еспечение те нологической свариваемости на уровне сплава Ж взятого за прототип а так е прочностн арактеристик лизки к уровню пром ленного литейного аропрочного сплава Ж взятого за аналог контролируе- Т а б л и ц а 1 . Химический состав (мас. %) промышленных литейных никелевых сплавов ЖС3ЛС и ВЖЛ12Э сред- него уровня легирования [6, 10] арка сплава r o o W Al Ti b r B i Ж - - сн Ж сн НАУЧНО-ТЕХНИЧЕ КИЙ РАЗДЕЛ 15ISSN 0005-111 АВТОмАТИЧЕ КАя ВАРКА, 12 770 , 2017 мое количество основной упрочняю ей ′ аз в предела < V ′ < (по массе) кратковре- менная прочность σв а и длительная прочность σ ч в соответ- ствии с о еспечение коррозионной стойкости на уровне пром ленного литейного коррозионно- стойкого сплава Ж взятого за прототип па- раметр коррозии (Ti Al) казанн е в е значения арактеристик для разра ат ваемого сплава достигались путем мно- гокритериальной оптимиза ии состава легиро- ванного га нием и танталом на основе пром - ленного сплава Ж с помо ью алгоритма разра отанного кспресс метода А (рис ) кон ептуально новому под оду в с алансирован- ности легирования литейн Ж мо но отне- сти следую ие под од для о еспечения ра отоспосо ности раз- ра ат ваемого сплава нео одимо с аланси- ровать о ий имический состав сплава по ′ о разую им лементам в предела (Al Ti b Ta ) мас по ле- ментам упрочняю им тверд й раствор ( o W Ta e u) мас для о еспечения тре уемого уровня проч- ностн арактеристик нео одимо пов сить величину мис ит актора за счет увеличения размерного несоответствия периодов кристалли- чески ре еток аз и твердого раствора то достигается введением в новую систему ле- гирования разра ат ваемого сплава оптимально- го количества га ния и тантала котор е поло и- тельно влияют на величину мис ит актора введение в систему легирования проектиру- емого сплава оптимального количества га ния ( мас ) и тантала ( мас ) при сни ении рома с до а так е пов ении в азо- вой системе легирования сплава Ж ни ней грани легирования по алюминию с до и по воль раму с до мас а так е сни- ение вер ней грани легирования по моли де- ну с до мас что о еспечит тре уем й уровень те нологически и коррозионн арак- теристик при пов ении температурного уровня прочностн арактеристик качестве переменн акторов для иссле- дуем расчетн составов ли в ран такие варьируем е легирую ие лемент как га ний и тантал а так е лемент в одя ие в состав а- зового сплава Ж ром воль рам и мо- ли ден иапазон варьирования кон ентра ий исследуем легирую и лементов в в ран- ной новой системе легирования i o r Al Ti o W Ta r задавался в следую- и предела мас а W o r значально в компьютерном ксперименте про- водили о енку структурной ста ильности расчет- н составов в заданном диапазоне варьирования указанн ми лементами по параметрам vN γ dM γ CdM и E как тради ионн ми методами по извест- н м регрессионн м уравнениям ( ) так и по математическим регрессионн м моде- лям ( ) в соответствии с алгоритмом (см рис ) разра отанной методики А звестно что величина и знак па- раметра дис аланса легирования Е определя- ис Алгоритм компьютерного расчета проектируемого сплава Ж по разра отанной методике А НАУЧНО-ТЕХНИЧЕ КИЙ РАЗДЕЛ 16 ISSN 0005-111 АВТОмАТИЧЕ КАя ВАРКА, 12 770 , 2017 ет направление реак ий в твердом растворе и склонность аропрочн никелев сплавов к в делению того или иного типа аз ак в сплава с оль им отри ательн м дис алансом легирования ( E ) велика вероятность о - разования гетеротипн соединений кар идов типа аз на основе ванадия и моли дена а так е топологически плотноупакованн типа аз плав с оль им поло ительн м дис а- лансом легирования ( E ) склонн к о ра- зованию гомеотипн соединений типа аз на основе i Ti i b i Ta а так е втектически (перитектически ) аз на основе i Al сли ве- личина E то состав сплава считается идеаль- но с алансированн м та л представлен оп тн е вариан- т составов проектируемого сплава вместе с составами пром ленн сплавов Ж и Ж среднего уровня легирования омпо- зи ии составов котор е удовлетворяли услови- ям vN γ и dM γ Е < и ≤ CdM ≤ считались азовоста ильн ми асчет параметров структурной ста ильно- сти таки как vN γ dM γ Е CdM проводили путем перевода имически составов тверд раство- ров и о и составов в ат з та л видно что оп тн е состав а так е пром ленн й сплав Ж с алан- сирован с точки зрения условий дис аланса ле- гирования Е еличина дис аланса си- стем легирования Е в оп тн состава на одится в предела от до что удов- летворяет условиям с алансированного легирова- ния ледует отметить что величина дис аланса си- стем легирования азового пром ленного сплава Ж взятого за прототип не удовлетворяет ус- ловиям с алансированного легирования имическо- го состава ( Е ) ри том сплав Ж те нологически свариваем й так как количество основной упрочняю ей ′ аз соответствует ус- ловию (V ′ ) в отличие от олее а- ропрочного сплава Ж (V ′ ) не отличаю егося те нологической свариваемостью месте с тем сплав Ж не имеет тре уем й уровнь аропрочности так как количество основ- ной упрочняю ей ′ аз не соответствует усло- вию ≤ V ′ ≤ алее в соответствии с алгоритмом методики А (см рис ) для азово ста ильн ком- пози ий рассчит вали структурно азо- в е изические температурн е коррозионн е и прочностн е групп параметров ри в оре оптимальной компози ии проек- тируемого сплава для изготовления ельнолит А отличаю и ся те нологической сваривае- мостью показано что структурная ста ильность является нео одим м но недостаточн м усло- вием для дости ения тре уем показателей а- ропрочности ео одим ми структурн ми и изическими акторами о еспечиваю ими тре- уем й уровень аропрочности в температурном интервале о является величина о - емной доли ′ аз которая дол на на одиться в контролируем предела ( < V ′ < ) по массе а так е мис ит актор величина которого дол на на одиться в предела ( < < ) учетом сравнительного анализа полученн данн по группам расчетн арактеристик для оп тн компози ий путем многокритериаль- ной оптимиза ии состава по контролируем м параметрам для дальней и ксперименталь- н исследований л в ран оп тн й состав (см та л ) с присвоенн м о означением марки Ж кспериментальн е исследования осу ествля- лись на оп тн о раз а тестов плавок по за- данн м параметрам в соответствии с та л птимизированн й состав спроектиро- ванного сплава Ж л следую им мас r o Al Ti Т а б л и ц а 2 . Влияние легирующих элементов базового состава промышленного сплава ЖС3ЛС на параметры его структурной стабильности омер состава одер ание лементов мас оличество ′ аз о ис ит араметр структурной ста ильности а r W o V vN γ dM γ CdM Е Ж - - Ж - - НАУЧНО-ТЕХНИЧЕ КИЙ РАЗДЕЛ 17ISSN 0005-111 АВТОмАТИЧЕ КАя ВАРКА, 12 770 , 2017 W o а r i основа ля сравнительной о енки склонности к структурной и азовой неста ильности оптими- зированного состава спроектированного спла- ва Ж использовали как тради ионн е расчетн е метод P A P (Nv) e P A P (Md) Е метод с и из- вестн ми регрессионн ми уравнениями ( ) так и полученн е математические регрессионн е мо- дели ( ) (та л ) а основе критериев (параметров) ра отоспо- со ности литейн Ж о основанн в ра- ота ли проведен расчет ме- тодом A P A по структурно азов м и изическим параметрам та л и представлен расчетн е значения структур- но азов и изически параметров для спро- ектированного сплава Ж оптимального уровня легирования та л представлен расчетн е и кспери- ментальн е значения котор е ли получен методом ди ерен иального термического ана- лиза ( А) на установке А в среде гелия при постоянной скорости нагрева (о ла дения) равной о мин качестве талона использо- вался термически инертн й о разе чистого воль- рама (W талон) е нология кали ровки по температурам плавления чист металлов позво- лила получить оро о воспроизводим е резуль- тат независимо от скорости нагрева омплекс сравнительн кспериментальн исследований проводился на оп тн о раз а тестов плавок из спроектированного сплава Ж в сравнении с аналогичн ми о раз а- ми пром ленн сплавов Ж и Ж п тн е о раз из спроектированного спла- Т а б л и ц а 3 . Параметры структурной стабильности сплава ЖС3ЛС-М [21] етод расчета араметр структурной ста ильности vN γ dM γ E CdM - Т а б л и ц а 4 . Значения структурно-фазовых параметров сплава ЖС3ЛС-М [24] ип аз оличество аз о A P A метод асчетн й имический состав аз при о мас ксперимент асчет o r Al Ti o W а r B i - - - - ′- - - - - - - - - - - - - е в явлено - - - - - - - - Т а б л и ц а 5 . Значения физических параметров сплава ЖС3ЛС-М плав Ж изические параметр при о E Cp r a a д измер г cм a (г ) м м т м мкм мкм A P A Примечание ρ удельная плотность E модуль упругости нга ко и иент термического рас ирения CP удельная теплоемкость r удельное лектросопротивление теплопроводность a параметр кристаллической ре етки ′ аз a параметр кристаллической ре етки твердого раствора размерное несоответствие параметров ре еток (мис ит) Т а б л и ц а 6 . Температурные параметры сплава ЖС3ЛС-М [12, 22] етод о енки tL tS t вт Tн р ′ tп р ′ ∆tкр ∆tгом tгом асчет по - ксперимент - - - Примечание cуммарное содер ание лементов упрочняю и γ тверд й раствор cуммарное содер ание ле- ментов ста илизирую и γ′ азу tL температура ликвидус tS температура солидус t вт температура локального плавления втектической аз tн р ′ tп р ′ температур начала и полного (кон а) растворения аз ∆tкр интервал кристаллиза ии сплава ∆tгом температурн й интервал для проведения гомогениза ии tгом оптимальная температура гомогениза ии для сплава НАУЧНО-ТЕХНИЧЕ КИЙ РАЗДЕЛ 18 ISSN 0005-111 АВТОмАТИЧЕ КАя ВАРКА, 12 770 , 2017 ва Ж получали вакуумно индук ионной плавкой на установке марки по серий- ной те нологии асчетн е исследования стойкости про- водили для состава спроектированного сплава Ж (та л ) для синтетической зол при температура исп таний и о на азе ч по полученн м математическим для данной групп параметров кспе- риментальн е исследования стойкости о - раз ов тестовой плавки сплава Ж про- водили в синтетической золе при температура исп таний и о в сравнении со сплавами Ж и Ж по методике раз- ра отанной икитин м ( им олзунова) ироко применяемой в отрасли сп тания при все температура проводили в течение ч тойкость о раз ов оп тн со- ставов к о енивали по средней скорости кор- розии Vq t г (м с) та л представлен расчет- н е и кспериментальн е значения коррозионн параметров спроектированного сплава Ж е анические исп тания проводили на стан- дартн илиндрически о раз а из разра о- танного сплава Ж на кратковременную и длительную прочность стандартн ми методами сп тания на кратковременную прочность про- водили при температура и о на разр вн ма ина и ( ) сп тания на длительную прочность проводи- ли при температура и о на ма ина А А и T ( ) оличество ′ аз в сплаве Ж представ- лено в та л та л представлен расчетн е и кспе- риментальн е значения пределов кратковремен- ной и длительной прочности о раз ов тестов плавок спроектированного сплава Ж при разн температура та л представлен сравнительн е ре- зультат расчетн и кспериментальн зна- чений арактеристик спроектированного сплава Ж по группам параметров структурная ста ильность структурно азов е изические температурн е коррозионн е и прочностн е а- рактеристики в сравнении со значениями анало- гичн арактеристик пром ленн сплавов Ж и Ж результате многокритериальной оптимиза- ии состава на основе расчетн и ксперимен- тальн исследований для заданн условий проектирования установлено что разра отанн й сплав Ж о еспечивает нео одим й уро- вень тре уем параметров и арактеристик а- лансированн й состав с указанн ми пределами легирования содер ит оптимальное количество тантала мас олее низкое содер- ание рома мас моли дена мас и олее в сокое содер ание воль- рама мас чем у пром ленного сплава Ж взятого за прототип олее низкое содер ание алюминия чем у спла- ва Ж взятого за аналог условия пром ленного производства А « отор ич» по прочностн м арактери- стикам аттестовано плавок о ей массой кг из разра отанного сплава Ж про- м ленн условия предприятия им мельченко по серийной те нологии изго- товлен оп тн е ельнолит е соплов е аппа- рат А тра отан те нологический про есс по устранению литейн де ектов ме- тодом А п тн й А поставлен на те нологический двигатель где отра отал ре- сурс с поло ительн м результатом и до насто- Т а б л и ц а 9 . Характеристики кратковременной прочности сплава ЖС3ЛС-М, МПа [12, 24] плав Ж в в в в асчет по - - - - ксперимент Т а б л и ц а 1 0 . Предел длительной прочности (100 и 1000 ч) сплава ЖС3ЛС-М, МПа [12, 24] плав Ж асчет по ксперимент Т а б л и ц а 8 . Количество γ′-фазы в сплаве ЖС3ЛС-М, об. % [12, 24] етод о енки V ′ V ′ V ′ V ′ асчет по ксперимент - - - Т а б л и ц а 7 . Характеристики коррозии сплава ЖС3ЛС-М [12, 23] етод о енки Vq t г (м с) Vq Vq Vq Vq tкрит о асчет по ксперимент - НАУЧНО-ТЕХНИЧЕ КИЙ РАЗДЕЛ 19ISSN 0005-111 АВТОмАТИЧЕ КАя ВАРКА, 12 770 , 2017 я его времени продол ает ра отать с елью уве- личения назначенного ресурса Выводы утем многокритериальной оптимиза ии со- става по алгоритму разра отанной методики А спроектирован нов й литейн й сварива- ем й коррозионностойкий сплав Ж для изготовления ельнолит А разн типов от- личаю ийся пов енн ми прочностн ми арак- теристиками на уровне аропрочного несварива- емого и некоррозионностойкого сплава Ж а так е арактеризую ийся коррозионной стой- костью и те нологической свариваемостью на уровне пром ленного литейного свариваемого коррозионностойкого никелевого сплава Ж азра отанн й нов й сплав Ж вне- дрен в пром ленное производство А « отор ич» для изготовления ельнолит соплов аппаратов типа разн ступеней взамен ироко применяем пром ленн сплавов Ж и Ж Т а б л и ц а 1 1 . Сравнительные значения характеристик сплавов арактеристики параметров по группам начения арактеристик сплавов плав прототип Ж проектированн й сплав Ж плав аналог Ж араметр структурной ста ильности vN γ ≤ dM γ ≤ CdM E труктурно азов е параметр ≤ V ≤ (о ) изические параметр г см мис ит ≤ ≤ емператур арактеристические tL о tS ≤ о tкр о T вт о Tн р о Tп р о tгом о Tгом о ез араметр коррозионной стойкости Vq г (м с) Vq г (м с) Vq г (м с) Vq г (м с) tкрит о е анические параметр ратковременная прочность в ≥ а в а в а в а - лительная прочность а а а а а а ≥ ч - - - - - странение литейн де ектов на ельнолит А методом А тличается те нологической свариваемостью тличается те нологической свариваемостью е отличается те нологической свариваемостью НАУЧНО-ТЕХНИЧЕ КИЙ РАЗДЕЛ 20 ISSN 0005-111 АВТОмАТИЧЕ КАя ВАРКА, 12 770 , 2017 Список литературы а лов ( ) итейн е аропрочн е сплав - ект и кина Науч.-техн. сб.: к 100-летию со дня рождения С. Т. Кишкина а лов (ред ) осква аука а лов ( ) лет Авиа ионн е материал Избранные труды «ВИАМ» 1932–2007. Юбилейный на- учно-технический сборник а лов (ред ) осква А алин ветлов ачанов и др ( ) Мо- нокристаллы никелевых жаропрочных сплавов осква а иностроение и кин троганов огунов А ( ) Ли- тейные жаропрочные сплавы на никелевой основе о- сква а иностроение атон троганов и кин и др ( ) Жаропрочность литейных никелевых сплавов и защита их от окисления иев аукова думка а лов ( ) Литые лопатки газотурбинных дви- гателей (сплавы, технология, покрытия) осква - имс толо агель ( ) Суперс- плавы II. Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок пер с англ в кн алин (ред ) осква еталлургия оваль А еликов анчугов Андриенко А ( ) Научные основы легирования жаропрочных нике- левых сплавов, стойких против высокотемпературной кор- розии (ВТК) апоро ма иностр ин т ( репринт) икитин ( ) Коррозия и защита лопаток газо- вых турбин енинград а иностроение иму ин ( ) Жаропрочные сплавы осква еталлургия u Pont J ippold J iser S ( ) Welding metallurgy and eldability o nickel base alloys e Jersey pp айдук ( ) омплексная расчетно аналитиче- ская методика для проектирования литейн аропроч- н никелев сплавов Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні 2 orinaga uka a Adachi E aki ( ) e P A P and its application to alloy design Supearalloys A E рр орозова ( ) омпенса ия дис аланса легиро- вания аропрочн никелев сплавов Металловеде- ние и термическая обработка металлов 12 ( ) орозова ( ) алансированное легирование аропрочн никелев сплавов Металлы 1 айдук и омирова ( ) рименение ана- литически методов для расчета имического состава ′ аз и параметров азовой ста ильности литейн а- ропрочн никелев сплавов Авиационно-космическая техника и технология 9 айдук ононов уренкова ( ) о- лучение прогнозирую и математически моделей для расчета термодинамически параметров литейн а- ропрочн никелев сплавов Современная электроме- таллургия 4 айдук ононов уренкова ( ) е- грессионн е модели для прогнозирую и расчетов кор- розионн параметров литейн аропрочн никеле- в сплавов Там же 3 айдук и омирова ( ) рименение A P A метода для расчета количества аз и про- гнозирования длительной прочности литейн аро- прочн никелев сплавов Металлургическая и горно- рудная промышленность 6 Saunders ahrmann Small J ( ) The Appli- cation o A P A alculations to i ased Superalloys Superalloys 2000 рр айдук ононов уренкова ( ) ас- чет азового состава литейного аропрочного коррози- онно стойкого никелевого сплава методом A P A Современная электрометаллургия 3 ертоградский А кова ( ) Исследование фазовых превращений в сплавах типа ЖС методом ДТА. Жаропрочные и жаростойкие стали и сплавы на никеле- вой основе осква аука сс айдук аликов ононов ( ) влиянии тантала на арактеристические точки аропрочн нике- лев сплавов Вестник двигателестроения 3 айдук етрик А ононов ( ) рав- нительн е исследования свариваемости литейн аро- прочн никелев сплавов Нові матеріали і техноло- гії в металургії та машинобудуванні 1 R ef erences ablov E ( ) ast high temperature alloys S T iskin e ect n Transact to 100th Anniversary of S.T. Kishkin Ed by ablov osco auka in ussian ablov E ( ) years Aviation materials Selected works of VIAM: Jubelee Scient.-Techn. Transact Ed by E ablov osco A in ussian Shalin E Svetlov achanov E et al ( ) Single crystals of nickel high-temperature alloys osco ashinostroenie in ussian ishkin S T Stroganov ogunov A ( ) Cast high-temperature nickel-base alloys osco ashinostroenie in ussian Paton E Stroganov ishkin S T et al ( ) High- temperature strength of cast nickel alloys and their protection from oxidation iev aukova umka in ussian ablov E ( ) Cast blades of gas-turbine engines (alloys, technology, coatings): State Scientific Center of Russian Federation osco S S in ussian Sims h T Stolo S agel ( ) Superalloys II: High-temperature materials for aerospace and industrial power units Ed by E Shalin osco etallurgiya in ussian oval A elikov S Sanchugov E Andrienko A ( ) Scientific basics of alloying of high-temperature nickel alloys resistant to high-temperature corrosion (HTC) aporo hye achine uilding nstitute in ussian ikitin ( ) Corrosion and protection of gas turbine blades eningrad ashinostroenie in ussian himushin ( ) High-temperature alloys osco etallurgiya in ussian u Pont J ippold J iser S ( ) Welding metallurgy and weldability of nickel-base alloys e Jersey ajduk S ( ) omple calculated analytical procedure or design o cast high temperature nickel base alloys Novi Materialy i Tekhnologii v Metalurgii ta Mashynobuduvanni 2 in ussian orinaga uka a Adachi E aki ( ) e P A P and its application to alloy design Superalloys A E oro ova ( ) ompensation o disbalance o alloying o high temperature nickel alloys Metallovedenie i Termich. Obrab. Metallov 1 in ussian oro ova ( ) alanced alloying o high temperature nickel alloys Metally 1 in ussian ajduk S Tikhomirova T ( ) Application o analytical methods or calculation o chemical composition o phases and parameters o phase stability o cast high temperature nickel base alloys Aviats.-Kosmich. Tekhnika i Tekhnologiya 9( ) in ussian ajduk S ononov urenkova ( ) onstruction o predictive mathematical models or calculation o thermodynamical parameters o cast high temperature nickel alloys Sovrem. Elektrometall 4 in ussian ajduk S ononov urenkova ( ) egression models or predictive calculations o corrosion parameters o cast high temperature nickel alloys Ibid 3 in ussian ajduk S Tikhomirova T ( ) Application o A P A method or calculation o phase and НАУЧНО-ТЕХНИЧЕ КИЙ РАЗДЕЛ 21ISSN 0005-111 АВТОмАТИЧЕ КАя ВАРКА, 12 770 , 2017 prediction o long term strength o cast high temperature nickel alloys Metallurg. i Gornorudnaya Promyshlennost 6 in ussian Saunders ahrmann Small J ( ) The application o A P A calculations to i based superalloys n Superalloys 2000 T S Warrendale ajduk S ononov urenkova ( ) alculation o phase composition o cast high temperature corrosion resistant nickel alloy by A P A method Sovrem. Elektrometall 3 in ussian ertogradsky A ykova T P ( ) Investigation of phase transformations in alloys of high-temperature type by DTA method n igh temperature and heat resistant nickel base steels and alloys osco auka ajduk S elikov S ononov ( ) About in uence o tantalum on characteristic points o high temperature nickel alloys Vestnik Dvigatelestroeniya 3 ajduk S Petrik A ononov ( ) omparative investigations o eldability o cast high temperature nickel alloys Novi Materialy i Tekhnologii v Metalurgii ta Mashynobuduvanni 1 in ussian айдук ононов уренкова апорізький на те нічний університет ( ) м апорі я вул Жуковського E mail rector ntu edu ua « атон ур айн екнолод із» м и в вул акетна E mail urenkova patontt com А А А А А ЖА А А А А А а алгоритмом розро лено комплексно розра унково аналі- тично методики спроектований новий ливарний аромі ний корозійностійкий нікелевий сплав Ж для виготов- лення ільнолити соплови апаратів о має аромі ність а на рівні промислового аромі ного некорозійностійкого сплаву Ж а тако те нологічну зварюваність і корозійну стійкість на рівні промислового зварюваного корозійностійкого сплаву Ж і ліогр та л рис Ключові слова ливарні аромі ні нікелеві сплави параметри пра ездатності комплексна розра унково аналітична мето- дика регресійна модель регресійне рівняння слу ові вла- стивості зварюваність S ajduk ononov urenkova aporo hye ational Technical niversity hukovsky Str aporo hye E mail rector ntu edu ua «Paton Turbine Technologies» aketnaya Str yiv E mail urenkova patontt com A T ATE ES EAT ES STA T A P S T E ASE A A T E A AST E APP A ES According to the algorithm o a comprehensive analytical solution method ( AS ) a ne high temperature corrosion resistant nickel base cast alloy has been developed or manu acture o turbine blades by the method o a directional (mono ) crystalli ation The developed alloy is characteri ed by the corrosion resistance at the level o the industrial corrosion resistant alloy having the improved high temperature properties ( Pa) at the level o the aircra t high temperature nickel base cast alloy hS ith the directed crystalli ation e Tabl ig Keywords high temperature nickel base cast alloys per ormance parameters AS techni ue regression model regression e uation service properties eldability оступила в редак ию Возможности ГО ЗОНТ 2020: Г АНТОВА П ОГ АММА Ес ПО сс Е ОВАН М ННОВА М Про рамма оказ вает оддер ку ирокому с ектру деятельности: от научн исследований до демонстра ионн роектов и иннова ий, отов к в оду на р нок. По сс лке мо но найти календарь основн откр т конкурсов на 2018-2019 .: http://www.zabala.co.uk/sites/default/files/documentos/publicaciones/ /zabala17_h2020_deadlines_2018-2019.pdf

Автоматизированное проектирование состава технологичного жаропрочного сплава на никелевой основе для изготовления цельнолитых сопловых аппаратов

Репозитарії

Схожі ресурси