автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Обеспечение эксплуатационных характеристик лопаток ГТД на основе совершенствования технологии термической обработки за счет горячего изостатического прессования

005044775

На правах рукописи

Новикова Ольга Викторовна

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛОПАТОК ГТД НА ОСНОВЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЗА СЧЕТ ГОРЯЧЕГО ИЗОСТАТИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ

Специальность: 05.16.01 - Металловедение и термическая обработка металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 4 МАЙ 2012

Рыбинск-2012

005044775

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева».

Научный руководитель: кандидат технических наук, профессор Жуков Анатолий Алексеевич.

Официальные оппоненты:

Тарасенко Людмила Васильевна, доктор технических наук, профессор, Московский государственный университет им. Н.Э. Баумана, профессор кафедры материаловедения;

Гунин Анатолий Викторович кандидат технических наук, открытое акционерное общество «Тутаевский моторный завод», главный металлург.

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «МАТИ» - Российский Государственный Технологический Университет им. К.Э. Циолковского, г. Москва.

Защита состоится 29 мая 2012 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.210.03 в федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева» по адресу: 152934, г. Рыбинск Ярославской области, ул. Пушкина, 53, ауд. Г-237.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева».

Автореферат разослан 28 апреля 2012 г. Ученый секретарь

диссертационного совета Каляева Надежда Анатольевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из актуальных комплексных и экономически выгодных задач является продление ресурса турбинных лопаток ГТД путем восстановительной технологии, обеспечивающей улучшения функциональных характеристик.

При эксплуатации авиационных двигателей в материале деталей высокотемпературного тракта происходят структурные и фазовые превращения, которые приводят к существенному снижению эксплуатационных свойств и после-дующему разрушению. Для продления эксплуатационного ресурса авиационных двигателей используется своевременная восстановительная обработка лопаток турбины и соплового аппарата. Однако в настоящее время отсутствует достоверная и достаточно информативная методика оценки структурной повреждаемости лопаток в процессе эксплуатации. Это затрудняет определение допустимого срока эксплуатации ГТД до проведения ремонтно-восстановительных работ и снижает их эффективность.

Применяемая на ряде промышленных предприятий восстановительная термовакуумная обработка (ВТВО) по режиму высокотемпературной гомогенизации не обеспечивает стабильного восстановления структуры и свойств, вследствие сохранения микропористости в лопатках после ВТВО. Это приводит к существенному снижению эксплуатационных свойств и в частности предела выносливости. В течение последних десяти лет для повышения плотности отливок используется горячее изостатическое прессование, т.е баротермическая обработка (БТО). Однако теория этого процесса окончательно не изучена и отсутствует инженерная методика расчета технологических параметров.

Настоящая работа, восполняя этот пробел, посвящена изучению особенностей поведения жаропрочных сплавов в процессе эксплуатации и термоциклических воздействий; изысканию структурно - чувствительных физических методов для достоверной оценки структурной повреждаемости жаропрочных никелевых сплавов; разработке методики расчета технологических параметров БТО и совершенствованию технологии восстановительной термической обработки лопаток.

Работа выполнялась в соответствии с Опытной конструкторской работой «Разработка технологий получения деталей горячего тракта авиационных двигателей» Госконтракт №36.652.0453 от 17.03.2004г. совместно с ООО «Композит» ФГПУ ВИАМ, ЦИАМ.

Целью работы. Обеспечение эксплуатационных характеристик лопаток ГТД за счет устранения структурной повреждаемости в результате совершенствования технологии термической обработки на основе использования горячего изостатического прессования.

Для достижение поставленной цели необходимо решение следующих задач:

- исследовать структурные и фазовые превращения и изменения свойств сплава в условиях эксплуатации и разработка количественных показателей структурной повреждаемости на основе методов физического анализа;

- исследовать особенности структурных и фазовых превращений, а также напряженно-деформационного состояния жаропрочных сплавов в условиях высокотемпературного изостатического давления.

- разработать методику расчета основных технологических режимов баротермической обработки жаропрочных сплавов;

- провести производственное опробование и оценку эффективности предлагаемой термической обработки;

- разработать технологический процесс термической обработки лопаток в процессе их изготовления, а также при ремонтно-восстановительных работах в процессе эксплуатации.

Защищаемые положения

1. Закономерность изменения структуры и свойств в процессе эксплуатации с учетом термической и малоцикловой усталости.

2. Методика и алгоритмы расчетов основных параметров баротермической обработки: температура и давление

3. Закономерность структурных и фазовых превращений в процессе восстановительной термической обработки лопаток включая баротермическую и высокотемпературную обработки.

Научная новизна диссертации определяются следующими основными положениями:

1. Выявлено наличие общих закономерностей в изменения жаропрочности сплава ЖС6У-ВИ в процессе термической и малоцикловой усталости, что позволило получить корреляционную зависимость для прогноза долговечности материала по характеристикам пластичности.

2. Введены уточнения в расчетную схему механизма устранения микропор при баротермической обработке за счет состояния материала и термодинамического состояния газа внутри поры. На основании этого получено уравнение для расчета минимально необходимого давления газа.

3. Получены новые сведения о протекании процессов упорядочения и деформационного упрочнения при барометрической обработке литейных жаропрочных никелевых сплавов, что приводит к оптимальной структуре у' -фазы и обеспечивает требуемый уровень эксплуатационных характеристик.

Практическая значимость работы: Рис.9. Температурная зависим-

1.Показана возможность оценки структурной повр трения образца нагрев физического анализа (термо - э.д.с., резистометрия, вихр> вылсржка 25 часов

2.Установлено, что при снижении термо - э.д.с. и удельной электропроводности на 10 - 15% от исходного состояния структурная

повреждаемость имеет обратимый характер, что это обуславливает эффективность проведение восстановительной термической обработки.

3.Разработаны методика и алгоритмы расчетов необходимого давления и температуры баротермической обработки с учетом химического состава, физико-механических и технологических свойств сплава, геометрических параметров отливки и пористости.

4.На ОАО «НПО «Сатурн» разработана и внедрена в производство высокоэффективная термическая обработка лопаток, состоящая из баротермической обработки (БТО) и последующей высокотемпературной обработки (ВТВО). Такая обработка используется при производстве новых лопаток, а также при ремонтно- восстановительных работах (ТУ1-503-0100 на сплава ЖС6У-ВИ и ТУ 1-503-0104 для сплавов ЧС70-ВИ, ЧС88У-ВИ).

Объектами исследования являлись жаропрочные сплавы ЖС6У- ВИ, ЧС88У-ВИ, ЖС36-ВИ, ШЮО.

Методы исследования и достоверность результатов. Для определения структурных и фазовых превращений в жаропрочных никелевых сплавах использовали растровый электронный микроскоп с возможностью микрорентгено-спектрального анализа. Измерение механических и эксплуатационных свойств проводили по известным стандартным методикам. Достоверность обеспечивается корректным применением основных положений теории физики металлов, термической обработки и металловедения, использованием методов математической статистики для обработки результатов экспериментальных и теоретических исследований, допустимой погрешностью предлагаемых расчетных методик и корреляционных уравнений, а также положительным результатом при опробовании и внедрении рекомендаций по совершенствованию технологии термической обработки в производственных условиях

Апробация работы. Материалы диссертационной работы обсуждались на конференции молодых специалистов «Специальные сплавы и новые материалы в авиакосмической промышленности» г. Королев КОМЕТПРОМ 2002г., Российской научно- технической конференции «Новые материалы, прогрессивные технологические процессы и управление качеством в заготовительном производстве», Рыбинск, 2002, Международной конференции ОТТОМ-3 «Оборудование и технологии термической обработки металлов и сплавов» Харьков 2004г., XV международном конгрессе «Двигателестроение -2010», Рыбачье, НТУ ХПИ, 2010.

Публикации по теме диссертации опубликовано 3 печатные работы в научно- технических журналах, входящих в перечень ВАК РФ и в 4 сборниках научно - технических конференций.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения с общими выводами, списка использованных литературных источников и приложений, содержит 187 страниц, 65 рисунков и 34 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы, обоснована актуальность темы, сформулирована цель и задачи исследования, изложены основные положения, выносимые на защиту и определяющие научную новизну и практическую значимость работы.

В первой главе приводится анализ литературных и производственных данных по условиям и особенностям эксплуатации лопаток турбины и соплового аппарата ГТД.

На основе анализа повреждений лопаток предложено все повреждения лопаток разделить на две группы: первая группа - это повреждения, связанные с деструкцией структуры и фазового состава; вторая группа - это механические повреждения, связанные с нарушением сплошности материала.

Одним из опасных видов структурной повреждаемости является микропористость. При этом к первичной газоусадочной, пористости, которая формируется в процессе кристаллизации отливок, добавляется вторичная, которая возникает в лопатках в процессе эксплуатации.

Рассмотрена термообработка жаропрочных сплавов и показано, что проведение повторной высокотемпературной гомогенизации позволяет восстановить эксплуатационные свойства сплава, а для устранения микропор в результате всестороннего пластического сжатия используют баротермическую обработку. Своевременное проведение этой восстановительной обработки невозможно без достоверной оценки структурного состояния материала методами металлографического и физического анализа без разрушения изделий. Анализ литературных данных показал возможность использования методов термо - эд.с., резистометрии и вихретокового для оценки структурного состояния жаропрочных никелевых сплавов.

На основании проведенного анализа были сформулированы цель и задачи исследования.

Вторая глава посвящена описанию исследованных материалов и методов исследований.

Приводятся химический состав исследуемых сплавов и выполнен сравнительный анализ с использованием алюминевого и хромового эквивалентов.

Для оценки длительной прочности использовали методику рационального планирования (МРП) испытаний, которая при минимальном количестве образцов позволяет построить зависимость параметра Ларсона - Миллера в заданном диапазоне температур, минуя стадию получения кривых длительной прочности.

Одновременного с металлографическим анализом структурных и фазовых превращений изучали изменение термо —э.д.с., удельной электропроводности и удельного сопротивления. Исследования показали, что значения термо -э.д.с. коррелируются с морфологией у'- фазой (рис. 1), а удельное сопротивление с количеством у'- фазой (рис.2). При этом между удельным электросопротивлением р и количеством у'- фазой существует корреляционная взаимосвязь [%у']=] ,88р-225,погрешность составляет (7 - 10%).

время, час

Рис. 1. Зависимость изменения термо-э.д.с. и морфологии у'- фазы от длительности отжига: а)- 300 час, б) - 1000 часов

50 60 70 количество - фазы%

Рис 2. Зависимость удельного электросопротивления от у'-фазы в сплавах.

Учитывая широкое применение электроиндуктивной структуроскопии сплавов, в работе использовали вихретоковый метод. Измерения проводились на приборах ВЭ-17НЦ. Прибор ВЭ-17НЦ имеет накладной датчик стержневого типа и выдает значения электропроводности в МСм/м. В результате предварительных измерений установлена значимая взаимосвязь удельной электропроводности о от количества у'- фазы, при этом с уменьшением содержания у' -фазы электропроводность также снижается.

ш

67

68 62 количество

47 -фазы

25

Рис. 3. Зависимость электропроводности от количества у' -фазы %.

Изменение упругих и релаксационных свойств проводили по методу резонансных изгибных колебаний свободно подвешенного образца длиной 180мм сечением 7x7мм.

Измерение механических и эксплуатационных свойств проводили по известным стандартным методикам в соответствии с ГОСТ 1497-84, ГОСТ9651-84, ГОСТЮ 145-81.

Третья глава посвящена исследованию структурных и фазовых превращений в процессе эксплуатации и условной наработки. Металографи-ческий анализ проводили на микрошлифах, изготовленных из горячей зоны лопаток турбины после эксплуатации в течение 210, 725,1555, 1980, 2995. 3770, 4515, 6655, 7075 и 8715 часов. Выявлено, что при наработке 6500 часов и более в структуре происходят существенные изменение (рис. 4), при этом термо -э.д.с. и удельная электропроводность снижаются до минимальных значений -10-15%. Очевидно, что в этот период необходимо проведение восстановительной термической обработки, что согласуется с графиком проведения ремонтно - восстановительных работ двигателя.

Рис. 4 Изменения структуры сплава ЖС6-ВИ при наработке 6500 часов а) у' - фаза, б) о - фаза.

Учитывая многообразный и сложный характер эксплуатационных воздействий выполнена оценка влияния термоциклической и малоцикловой усталости на долговечность и морфологию у' - фазы сплава ЖС6У-ВИ. Результаты этих исследований представлены на рис 5 и 6. Впервые обнаружено

повышение долговечности на начальной стадии термоциклических и малоцикловых испытаний.

90 80 § 70

-эксперимента льная

- расчетная

- критерий

4? 4? А* количество термоциклов Nu

а) б)

Рис. 5. Зависимость изменения долговечности и морфологии у' фазы от количества термоциклов: а) исходное состояние, б) 2000- термоциклов

-о-1050/250 —-1050/130 -£>- 800/250 -»-800/180

50 100 150 200 250 количество циклов Nu

а) б)

Рис. 6. Зависимость изменения долговечности и морфологии у' фазы от количества циклов при малоцикловой усталости: а) до 100 циклов, б) до 250 циклов.

Используя запас пластичности- ею = —— у и коэффициент локализации

пластической деформации Кл = -—-- получено корреляционное

(1 + <5)(1-(е)

уравнение для прогноза долговечности:

=73 £„ +274КЛ -234. (1)

В настоящее время необходимость проведения восстановительной обработки назначается в зависимости от изменения формы и количества у' -фазы путем визуального, качественного сравнения структуры с допустимыми эталонными структурами.

На основе анализа элементарных геометрических фигур (квадрат, прямоугольник, окружность) получен критерий оценки формы включений у' - фазы , который позволяет количественно оценить морфологию включений.

К-

где: И - площадь включения А, В - размеры включения, А - длина, В -ширина, для круга А = В = О, то есть диаметры в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Таким образом используя коэффициент Кф и

результаты измерения термо- э.д.с. и удельной электоропроводности, можно достаточно достоверно оценить степень деструкции у' - фазы.

Анализ производственных данных выявил нестабильность предела выносливости о.] сплава ЖС6У-ВИ, поэтому исследованы особенности усталостного разрушения рабочих лопаток. Исследовано влияние химического состава и структурно- фазовых превращений на образование усталостных трещин. Обнаружено существенное отличие по содержанию следующих примесных элементов в лопатках без усталостных трещин (числитель) и усталостными трещинами (знаменатель) ЦС+>1)= 1505/2128; ЦУ+гг+Се+Бс) = 717/456; Е(Ыа+ К+Са+Ы+Ьа)= 77,1/77,1; ЦМ^п) = 4/25. Таким образом, при одинаковом содержании основных легирующих элементов усталостное разрушение второй партии, по-видимому обусловлено недостаточным упрочнением границ зерен элементами Се , Ъх, Ьа, У, недостаточной очисткой сплава рафинирующими добавками Ыа, К, Са, Ьа, и содержанием в сплаве легкоплавких элементов Ъп,

Методами электронной микросткопии и рентгеноспекрального анализа доказано существенное влияние структурных и фазовых превращений на подготовку и развитие усталостных трещин (рис. 7).

111111

і

Ші

■НИ

шШШшШШШ.

а)

"V. ж

-•Г ' шиш*

' - ^ - - ■ ' -Ч) V г ^

■ИНН ШШІШШш

б)

Рис. 7. Характер структурных изменений в процессе усталости: а)выделения о- фазы и коагуляция у'- фазы; б) вид трещин на входной кромке лопатки; в) усталостный излом.

Для оценки склонности сплавов к образованию с- фазы использовали метод РАСОМР, который применяется на ОАО «НПО «Сатурн». Для выполнения расчетов разработан алгоритм и программа на языке «БЕЙСИК».

В четвертой главе рассмотрены вопросы теории и технологии баротермической обработки. Назначение баротермической обработки (БТО) -сжатия пор, восстановление структуры и фазового состава после наработки. Технологические параметры: давление газа Рг, МПа, температура Тн,°С, время выдержки т, час. Совместные действия Рг и Тн позволяют использовать для анализа процессов БТО уравнение Клапейрона — Клаузиуса:

(3)

Ь = Т-^Д V,

СІТ

где: Ь - теплота фазового перехода.

Для изучения поведения сплавов при баротермической обработке уравнение (3) целесообразно записать в следующем виде

где — -КБ - баротермический коэффициент повышения температуры фазового

превращения при увеличении давления на 1МПа.

Эффективность БТО определяется оптимальным сочетанием температуры нагрева и величиной давления газа, обеспечивающего сжатия пор вследствие микропластического течения материала под действием касательных напряжений в объем поры. Для этого необходимо выполнение следующих условий 1) температура нагрева должна быть больше температуры рекристаллизации, Тн > Тр; 2) действующее напряжение от давления газа Рг должны превышать предел текучести материала при Тн, Рг > о0,2-

Для оценки напряженного состояния материала при наличии поры и расчета необходимого давления газа Рг в условиях всестороннего сжатия используется классическая задача Ламэ для толстостенной пустотелой сферы. Для расчета величины Рг необходимого для сжатия поры в литературе рекомендуется несколько выражений. В результате численного анализа установлено, что наиболее достоверные результаты по величине Рг получены из соотношения:

где: Яп - внутренний радиус поры; г- толщина стенки поры г = 11с - Ял; Рг-давление газа в газостате; Яс- наружный радиус сферы. Расчет Рг по соотношению (5) не учитывает следующие процессы:

- увеличение размеров и объема сферы Яс, Ус и поры Яп, Уп за счет теплового I расширения при нагружении до рабочей температуры Тн;

- снижение давления газа в поре Рп за счет увеличения объема;

' - повышение давления газа в поре за счет повышения температуры.

Как показывают расчеты, вследствие высокого значения Тн и теплового коэффициента линейного расширения сплавов в интервале температур 20...1200°С (а = 22-10"6) 1/°С перечисленные изменения значительны и их целесообразно учитывать.

На рис. 8 представлена схема проведения БТО и сжатия пор за счет горячей пластической деформации.

На предложенной схеме показано последовательное изменение объема сферы и давления газа в поре на стадиях набора давления и температуры и на стадии баротермической выдержки. С учетом предложных уточнений

(5)

соотношение (5) преобразовано в следующую формулу, по которой можно рассчитать минимальное давление газа для сжатия поры.

1п(Л2с(?)/г2л0)

РщІП

Л [л2ф)/(Кгс(0-г2

(6)

Повышение давления газа в замкнутой поре за счет нагрева отливок от начальной температуры Т0 до требуемой Тн рассчитывается по выражению политропы

(7)

У,>У0; ДР,

Гп<г,<г0

Р,МПа

-180 ...200

Барометрическая экспозиция Р- сопві Т- сопя!

Х = ХЕГО

Т,°С

1,5 2,0

6,0

Время х, час

- 1200

10,0

ІІ=ЇІо гП <го

Рис.8 Предполагаемая схема сжатия пор в процессе БТО

Тогда требуемое давление газа в газостате составляет Рг = Рг(тт)+ Рп •

(В)

Необходимая температура нагрева рассчитывается по формуле Тн = (Тп.р.+1дТ)+КуРг, где Тп.р. - температура полного растворения у' - фазы, °С;

АТ - температурный интервал - «окно» термообработки АТ -Тэ-Тп-р. и ДТ=Тэвт-Тп.р;

Ку - баротермический коэффициент температуры Тп.р. Необходимо отметить, что значение баротермических коэффициентов для различных фазовых превращений определяется экпериментально. В данной работе методом корреляционного анализа установлена взаимосвязь между Ку' и соотношением [А1] э кв/[Сг] экв:

Ку' = 0,85-0.76([А1]экв/[Сг]экв). (10)

Это уравнение позволяет рассчитать значение Ку1 для любого сплава. В соответствии с изложенной методикой расчета разработаны алгоритмы и программа выполнения расчетов.

Одним из достоинств БТО является формирование в структуре сплава более однородных по размерам и форме включений у'- фазы. Предполагаемой причиной этого, по нашему мнению, являются процессы упорядочения, в результате которых на выделениях упорядоченных сверхструктур (№-Сг) формируются включения у'- фазы. При этом вследствие избыточного

(ыша гкр для дальнейшего развития ;м при обычных условиях. Для хледованы структурные состояния »эффективным методом упругих и 9 приведены температу-рные =1/л)=^°С). Анализ полученных дном состоянии на кривых ТЗВТ шграцией приме-сных атомов С, Ы, •вердого раствора; после наработки ен формированием упорядоченных м антифазных границ раздела юрядоченная матрица». После БТО пика В и процессами вторичного 3, а пик Д - имеет деформационную ;твием на материал в процессе БТО. :и пик I7 обусловлен наличием образом, комплексная термическая : только восстановить исходную благоприятную морфологию и г процессов упорядочения и

* Исходное сос таяние тш^ Наработка

Наработка -гБТО -ДБТ04ВТВ0

жатие пористости лопаток в различных состояниях проводили неразрушающим методом по замеру декремента затухающих колебаний. После БТО декремент затухающих колебаний уменьшается на 15-20%, что свидетельствует об увеличении

плотности лопаток и хорошо коррелируется с результатами

металлографического анализа пористости после эксплуатации и после БТО.

а) б)

Рис. 10. Вид поры а) до баротермической обработки; б) после баротермической обработки.

Глава 5 посвящена производственному апробированию и внедрению результатов работы. Согласно разработанной методике расчета технологических режимов БТО определен оптимальный режим БТО: Т= 1210 °С, Р=170 МПа, время 3 часа для сплава ЖС6У, который добавлен в серийный процесс термообработки изготовления и стадии ремонта лопаток ГТД.

При определении длительной прочности использованы зависимости параметра Ларсона- Миллера, построенного по методике рационального планирования (МРП).

Определен предел выносливости лопаток без наработки: без БТО предел выносливости составляет 0 =12,5 кгс/мм 2, с БТО - а .1 =16,0 кгс/мм 2. Определен предел выносливости на лопатках с наработкой 4951 час: предел выносливости лопаток, отработавших на двигателе без БТО составляет а .1 = 16 кгс/мм2, с БТО - а_1 = 18 кгс/мм2.

Определено влияние БТО на механические характеристики сплава ЖС6У-

ВИ:

- временное сопротивление разрыву увеличивается с св = 816 МПа после условной наработки при 1150°С, выдержкой ЮОчасов до ав = 907МПа после выполнения комплексной восстановительной обработки

- пластичность материала характеризующаяся относительным удлинением 8 увеличивается с 2,6% до 4,5%;

Выполнен расчет условного экономического эффекта, который составляет -7000 ...8000 тыс. руб. в год.

Выводы по работе

1. Показана возможность оценки структурных и фазовых превращений методом физического анализа: термо- э.д.с, резистометрии, вихретоковый. Предварительными исследованиями выявлена корреляционная зависимость значения термо -э.д.с. с морфологией у'- фазой а значения удельного сопротивления и удельного электросопротивления с количеством у'- фазы.

2. Выявлено наличие общих закономерностей в изменении долговечности сплава жаропрочного сплава в процессе термической и малоцикловой усталости, что обусловлено одинаковой природой структурных и фазовых превращений. В результате проведенных исследований впервые выявлено увеличение долговечности на начальной стадии термоциклической и малоцикловый усталости и далее с увеличением количества циклов ее снижение. Экстремальный характер зависимости долговечности от количества термоциклов объясняется совместным влиянием прочностных и пластических свойств.

3. Для расчета минимально необходимого давления газа в расчетную схему механизма сжатия микропор при баротермической обработке в соответствии с задачей Ламэ введены уточнения состояния материала, теплового расширения системы «материал - пора» и повышения давления газа в замкнутой поре. Получено уравнение для определения давления газа. Результаты расчетов по уравнению согласуются с практическими значениями.

4. Выявлена линейная регрессионная взаимосвязь между баротермическим коэффициентом и химическим составом сплавов. Для оценки химического состава предложено использовать соотношение «алюминиевого эквивалента (А1экв)/хромовый эквивалент Сгэкв. Использование этой взаимосвязи позволяет научно обоснованно в соответствии с законом Клапейрона -Клаудиуса определить температуру баротермической обработки.

5. Баротермическая и последующая вакуумная термическая обработка восстанавливают механические и эксплуатационные свойства жаропрочных сплавов после определенного срока эксплуатации практически до исходного состояния. Это обусловлено снижением пористости за счет сжатия микропор и восстановления структуры и фазового состава сплава.

Публикации по теме диссертации

1.Новикова, О.В. Применение газоизостатическго прессования для повышения эксплуатационной надежности лопаток турбины из жаропрочного сплава типа ЖС6У [Текст] / О.В. Новикова, В.А. Кочетков, А.И. Виноградов, A.A. Жуков, А.А Тихонов, С.Ф.Маринин // Заготовительное производство в машиностроении. -2007.-№8. - С 54-56.

2. Новикова, О.В. Влияние циклических температурно-силовых воздействий на структуру и жаропрочность сплава ЖС6У [Текст] / A.A. Жуков, О.В. Новикова // Заготовительное производство в машиностроении. - 2009. -№ И.-С. 43 - 49.

3. Новикова, О.В. К вопросу усталостного разрушения рабочих лопаток ГТД [Текст] / А.А.Жуков, О.В. Новикова // Заготовительное производство в машиностроении. - 2010. - № 3. - С. 32 - 36.

Прочие публикации:

4. Новикова, O.B. Оценка тепловой структурной стабильности сплава ЖС6У методами физического анализа. [Текст] / A.A. Жуков, О.В. Новикова // Сборник научных трудов «Современные проблемы литейного производства» Москва, МАШ, -2002. - С.108-112.

5. Новикова, О.В. Применение восстановительной термовакуумной обработки для повышения эксплуатационных свойств сплава ЖС6У-ВИ [Текст]/О.В. Новикова, ВЛ.Кочетков, A.A. Жуков // Сборник докладов 5-ой международной конференции «Оборудование и технологии термической обработки металлов и сплавов» Харьков - 2004. С. 172 - 173.

6. Новикова, О.В. Теория и технология восстановительной обработки лопаток ГТД способом газостатического прессования. [Текст] / А.И. Виноградов, A.A. Жуков, О.В. Новикова // Авиационная - космическая техника и технология -2010.- №4. -С. 43-46.

7. Новикова, О.В. Влияние восстановительной термовакуумной обработки на структуру и свойства сплава ЖС6У-ВИ [Текст] / A.A. Жуков, О.В. Новикова,

B.А. Кочетков // Материалы Российской научно- технической конференции «Новые материалы, прогрессивные технологические процессы и управление качеством в заготовительном производстве», Рыбинск РГАТА, - 2002.-

C. 167-171.

Зав. РИО МЛ. Салкова Подписано в печать 28.04.2012 г. Формат 60x84 1/16. Уч.-изд.л. 1. Тираж 100. Заказ 101.

Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П. А. Соловьева (РГАТУ имени П. А. Соловьева) 152934, г. Рыбинск, ул. Пушкина, 53

Отпечатано в множительной лаборатории РГАТУ имени П. А. Соловьева 152934, г. Рыбинск, ул. Пушкина, 53

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ И ПРОИЗВОСТВЕННЫХ

ДАННЫХ.

1.1 Особенности эксплуатации лопаток ГТД и анализ эксплуатационных повреждений.

1.2 Общая характеристика структуры и фазового состава и свойств жаропрочных сплавов на №- основе.

1.3 Термическая обработка никелевых сплавов.

1.4 Анализ методов исследования и оценки структурного и фазового состояния жаропрочных никелевых сплавов.

1.5 Изменение физико- механических и эксплуатационных свойств в процессе наработки.

1.6 Выводы поглаве 1.

ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Химический состав и свойства исследуемых сплавов.

2.2 Методы и средства испытаний в условиях циклических температурно- силовых воздействий.

2.3 Методика испытаний на длительную прочность.

2.4 Методика испытаний на усталостную прочность лопаток газотурбинных двигателей.

2.5 Методы исследования структуры и фазового состава.

2.5.1 Металлографический анализ.

2.5.2 Метод ользования термо - э.д

2.5.3 Метод резистометрии.

2.5.4 Методика определения электропроводности вихретоковым методом.

2.6 Определение упругих и релаксационных свойств.

2.7 Методика определения пористости неразрушающим методом.

2.8 Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ СПЛАВА

ЖС6У-ВИ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ.

3.1. Анализ структурных и фазовых превращений.

3.2 Изменение физико - механических свойств сплава в процессе эксплуатации.

3.3 Влияние термической усталости на структуру и свойства сплава.

3.4 Влияние малоцикловой усталости на структуру и свойства сплава.

3.5 Особенности высокотемпературного усталостного разрушения.

3.6 Теоретическия и экспериментальная оценка тепловой структурной стабильности.

3.7 Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4 ТЕОРИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ КОМПЛЕКСНОЙ

ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ.

4.1 Теоретические основы и физическая сущность баротермической обработки.

4.2Методика расчета технологических режимов БТО и термовакуумной обработки ВТО.

4.3Влияние баротермической обработки на формирование структуры и фазового состава.

4.4Исследование влияния БТО наплотность материала лопаток.

4.4.1 Оценка пористости лопаток металлографическим методом.

4.4.2 Результаты замера пористости неразрушающим методом.

4.5 Влияние комплексной восстановительной термообработки на структурно- фазовое состояние материала.

4.5.1 Анализ микроструктуры металлографическим методом.

4.5.2 Рентгеноструктурный анализ упрочняющей фазы и твердого раствора материала лопаток.

4.6 Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5 РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ВНЕДРЕНИЯ

ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ТЕРМООБРАБОТКИ.

5.1 Отработка режимов баротермической обработки для лопаток турбины.

5.2 Влияние БТО и восстановительной обработки на эксплуатационные характеристики лопаток

5.3 Выводе по главе 5.

Развитие двигателестроения для аэрокосмической техники неразрывно связано с проблемой повышения и обеспечения эксплуатационных свойств (длительная прочность, ползучесть, малоцикловая и термическая усталость) жаропрочных сплавов используемых для изготовления деталей и узлов горячего тракта ГТД. Успешное решение проблемы создания высококачественных конструкционных сплавов с заданными свойствами возможно только при использовании современной теории структурных и фазовых превращений на стадии формирования литой структуры, в процессе термической оработки и при эксплуатации изделий.

Для изготовления деталей горячего тракта современных авиационных двигателей применяются жаропрочные гетерофазные сплавы на никелевой основе. Основными методами изготовления деталей являются: равноосное литье, литье с направленной кристаллизацией и монокристаллическое литье. Всем видам литья присуще наличие различных видов дефектности структуры, таких как микропористость, ликвационная неоднородность, дефекты крис-талического строения - дислокации, вакансии, дефекты упаковки. Наиболее опасными дефектами являтся микропоры газоусадочного происхождения размером от 10 до 300 мкм. Основными причинами возникновения этих дефектов являются газонасыщение расплава и разница объемов жидкого и затвердевшего сплава и недостаток жидкой фазы у фронта кристаллизации.

Количество и размер пор можно уменьшить различными технологическими приемами литья таких, как центробежная заливка, кристаллизация под давлением, направленная кристаллизация и т.п. Однако полностью избавиться от усадочных пор такими способами литья практически невозможно.

В процессе эксплуатаии под воздействием высоких температур и напряжений в материале лопаток образутся и накапливатся повреждения типа - скопления вакансий и дислокаций, деструкуция струкутры и фазового состава, нарушения сплошности материала. Недопустимые и необратимые изменения структуры с появлением микронесплошностей (поры, трещины, разрывы) снижают ресурс работы лопаток, приводя к преждевременному их разрушению при эксплуатации.

Детали горячего тракта газотурбинных двигателей 5-го поколения работают в экстемальных условиях темперурно - напряженного состояния, поэтому к ним предъявляются более жесткие требования по качеству и эксплуатационной недежности. Для обеспечения этих требований необходимо комплексное использование новых технологических решений на стадиях проектирования, изготовлении и эксплуатации.

Действенным является включение в восстановительный ремонт лопаток операции горячего изостатического прессования, позволяющей устранить образовавшиеся при эксплуатации микропоры и микронадрывы. В зарубежной авиационной промышленности используется газоизостатическая обработка бывших в эксплуатации литых деталей (лопаток турбины) двигателей. Применение новой технологии восстановительного ремонта лопаток (баротермическая обработки +восстановительная термовакуумная обработка) обеспечило не только возвращение структуры и механических свойств материала лопаток из сплава ЖС6У к исходному состоянию и первоначальным значениям, но и позволило увеличить в 2.5 раз термоциклическую усталость лопаток по сравнению с ремонтом по прежней технологии (только ВТВО)

Достоверный и надежный прогноз работоспособности и ресурса работы изделий в настоящее время является актуальной задачей, которая может быть решена только на основе анализа процессов структурных и фазовых превращений, происходящих в сплаве в условиях эксплуатации. При этом очевидно, что только разработка и внедрение выскоэффективных физических неразрушающих методов оценки степени повреждаемости материала в процессе эксплуатации позволит своевременно проводить восстановительную термообработку и существенно повысить ресурс двигателя.

Необходимо отметить, что в настоящее время, несмотря на накопленный опыт использования баротермической обработки, теория структурных и фазовых превращений происходящих при баротермическом воздействии окончательно не изучена. Отсутстует также методика расчетов основных технологических режимов БТО. Сведения о влиянии БТО на структуру и свойтсва сплавов в ряде случаев противоречивы и не систематизированы.

Таким оразом, исследования направленные на изучение структурных и фазовых превращений в жаропрочных сплавах в процессе эксплуатации и восстановление эксплуатационных характеристик лопаток за счет всстановительной обработки, включая БТО являтся актуальными.

Цель работы. Обеспечение эксплуатационных характеристик лопаток ГТД за счет устранения структурной повреждаемости в результате совершенствования технологии термической обработки на основе использования горячего изостатического прессования.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач: исследовать структурные и фазовые превращения и изменения свойств сплава в условиях эксплуатации и разработка количественных показателей структурной повреждаемости на основе методов физического анализа;

- исследовать особенности структурных и фазовых превращений, а также напряженно-деформационного состояния жаропрочных сплавов в условиях высокотемпературного изостатического давления.

- разработать методику расчета основных технологических режимов баротермической обработки жаропрочных сплавов; провести производственное опробование и оценку эффективности предлагаемой термической обработки;

- разработать технологический процесс термической обработки лопаток в процессе их изготовления, а также при ремонтно - восстановительных работах в процессе эксплуатации.

Защищаемые положения:

1. Закономерность изменения структуры и свойств в процессе эксплуатации с учетом термической и малоцикловой усталости.

2. Методика и алгоритмы расчетов основных параметров баротермической обработки: температуры и давления.

3. Закономерность структурных и фазовых превращений в процессе восстановительной термической обработки лопаток, включая баротермическую и высокотемпературную обработки.

Научная новизна диссертации определяются следующими основными положениями:

1. Выявлено наличие общих закономерностей в изменении жаропрочности сплава ЖС6У-ВИ в процессе термической и малоцикловой усталости, что позволило получить корреляционную зависимость для прогноза долговечности материала по характеристикам пластичности.

2. Введены уточнения в расчетную схему механизма устранения микропор при баротермической обработке за счет состояния материала и термодинамического состояния газа внутри поры. На основании этого получено уравнение для расчета минимально необходимого давления газа.

3. Получены новые сведения о протекании процессов упорядочения и деформационного упрочнения при барометрической обработке литейных жаропрочных никелевых сплавов, что приводит к оптимальной структуре у' -фазы и обеспечивает требуемый уровень эксплуатационных характеристик. Практическая значимость работы

1 .Показана возможность оценки структурной повреждаемости методом физического анализа (термо - э.д.с., резистометрия, вихретоковый). 2.Установлено, что при снижении термо - э.д.с. и удельной электропроводности на 10 - 15% от исходного состояния структурная повреждаемость имеет обратимый характер, что это обуславливает эффективность проведение восстановительной термической обработки.

3 .Разработаны методика и алгоритмы расчетов необходимого давления и температуры баротермической обработки с учетом химического состава, физико- механических и технологических свойств сплава, геометрических параметров отливки и пористости.

4.На ОАО «НПО «Сатурн» разработана и внедрена в производство высокоэффективная термическая обработка лопаток, состоящая из баротермической обработки (БТО) и последующей высокотемпературной обработки (ВТВО). Такая обработка используется при производстве новых лопаток, а также при ремонтно- восстановительных работах (ТУ 1-503-0100 на сплава ЖС6У-ВИ и ТУ 1-503-0104 для сплавов ЧС70-ВИ, ЧС88У-ВИ).

5.3. Выводы по главе 5

1. Используя результаты расчетов основных технологических параметров выполнена произвоственная отработка технологии термической обработки с введением баротермической обработки.

2. Разработаны технологические инструкции по проведению предложенной термообработки.

3. Проведено измерение физико- механических свойств и эксплуатационных характеристик материала лопаток турбины. Установлено, что совершенствование технологии термической обработки за счет предварительной БТО обеспечивает стабильное качество новых лопаток и восстановление структуры и свойств после наработки.

4. Установлено повешение прочности лопаток после БТО как на новых лопатках, так и после наработки.

5. Установлено восстановление механических свойств сплава ЖС6У-ВИ после проведения комплексной восстановительной обработки.

175

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В результате комплексного исследования изменения структуры, фазового состава и физических свойств материала лопаток в процессе длительной эксплуатации выявлено, что при наработке 6500 ч. и более происходят существенные изменения связанные с деструкцией у' - фазы, образованием с - фазы и с увеличением пористости.

2. Показана возможность оценки структурных и фазовых превращений методом физического анализа: термо- э.д.с, резистометрии, вихретоковый. Предварительными исследованиями выявлена корреляционная зависимость значения термо -э.д.с. с морфологией у'- фазы а значения удельного сопротивления и удельной электропроводности с количеством у'- фазы.

3.Выявлено наличие общих закономерностей в изменении долговечности жаропрочного сплава в процессе термической и малоцикловой усталости, что обусловлено одинаковой природой структурных и фазовых превращений. В результате проведенных исследований впервые выявлено увеличение долговечности на начальной стадии термоциклической и малоцикловый усталости и далее с увеличением количества циклов ее снижение. Экстремальный характер зависимости долговечности от количества термоциклов объясняется совместным влиянием прочностных и пластических свойств.

4. В результате сравнительного анализа элементарных геометрических фигур (квадрат, прямоугольник, окружность) и изменения формы включений у - фазы в процессе эксплуатации получен показатель оценки формы у'- фазы, который позволяет количественно оценить степень деградации у'- фазы. Это в комплексе с изменением физических свойств дает возможность оценить состояние материала в процессе эксплуатации.

5. Предложена теоретическая модель залечивания микропористости литейных сплавов в процессе баротермического воздействия. Предлагаемая модель разработана с учетом состояния материала, теплового расширения системы «материал - пора» и повешения давления газа в замкнутой поре. Для оценки напряженного состояния материала при наличии поры и расчета необходимого давления газа Рг для залечивания поры в условиях всестороннего сжатия используется классическая задача Ламэ для толстостенной пустотелой сферы. Численный анализ модели подтвердил ее работоспособность.

6.Выявлена линейная регрессионная взаимосвязь между баротермическим коэффициентом и химическим составом сплавов. Для оценки химического состава предложено использовать соотношение «алюминевый эквивалента (А1экв)/хромовый эквивалент (Сгэкв)». Использование этой взаимосвязи позволяет научно обоснованно в соответствии с законом Клапейрона - Клаузиуса определить температуру баротермической обработки. На основании анализа предложено уточнение расчета давления в процессе баротермической обработки учитывая процессы: увеличения размеров и объема сферы Яс,Ус и Яп, Уп за счет теплового расширения при нагружении до рабочей температуры Тн; снижение давления газа в поре Рп за счет увеличения объема; повышение давления газа в поре за счет повышения температуры.

7. Разработана инженерная методика и алгоритм расчета основных технологических параметров БТО с учетом химического состава, физико-механических свойств и характерных температур (Тл, Тс, Тэвт, Тп.р.) сплава, а также толщины стенки лопатки и размера пор. Результаты расчетов, выполненных по разработанной методике согласуются с практическими данными, что подтверждает её достоверность и практическую значимость.

8. Используя метод внутреннего трения получены новые сведения об особенностях формирования у' - фазы в процессе БТО и последующей гомогенизации. Предполагается, что более однородная морфология и равномерное распределение у' - фазы обусловлено протеканием процессов упорядочения и деформационного старения, что подтверждается температурным положением соответствующим максимумом (пиков) на температурных зависимостях внутреннего трения.

9. Показано, что баротермическая обработка и последующая вакуумная термическая обработка восстанавливает механические и эксплуатационные свойства жаропрочных сплавов после определенного срока эксплуатации практически до исходного состояния. Это обусловлено снижением пористости за счет залечивания микропор и восстановления структуры и фазового состава сплава.

10. Разработана техническая документация на проведения БТО при изготовлении новых лопаток и при ремонтно - восстановительных работах (ТУ1-503-0100 на сплава ЖС6У-ВИ и ТУ 1-503-0104 для сплавов ЧС70-ВИ, ЧС88У-ВИ).

11. Усовершенствованный технологический процесс термической обработки лопаток внедрен на ОАО «НПО «Сатурн» с экономическим эффектом ~ 8 млн руб в год.

1. Киселев, Ф.Д. Исследование повреждений рабочих лопаток турбин Текст. / Ф.Д. Киселев, В.В. Шестаков // Металловедение и термическая обработка металлов, 1985 -№1. - С. 23-25.

2. Гецов, Л.Б. Характер и причины повреждений лопаток газовых турбин Текст. / Л.Б Гецов, А.И. Рыбников // Тяжелое машиностроение, -1993.-№2.-С. 300-303.

3. Гецов, Л.Б. Материалы и прочность деталей газовых турбин. Книга 1. Материалы, свойства, повреждения, модели деформирования и разрушения Текст. // Л.Б. Гецов. Рыбинск. ООО «Издательский дом газотурбинные технологии, - 2010. - 610 с.

4. Петухов, А.Н. Сопротивление усталости деталей ГТД Текст. / А.Н Петухов. М: Машиностроение, - 1993. -240 с.

5. Лозовский, В.Н. Диагностика авиационных двигателей Текст. / В.Н. Лозовский, Г.В. Бондал, А.Е. Колтунов, А.О. Каксис. М: Машиностроение. -1988.-280 с.

6. Каржоницкий, В.Н. Результаты экспериментального обследования теплового режима работы сопловых лопаток газовой турбины Текст. // В сб.: вопросы высокотемпературной прочности в машиностроении. -Киев: Изд АН УССР.-1963.-С. 203-211.

7. Симбирский, Д.Ф. Определение теплонапряженнойсти охлаждаемой турбинной лопатки в натурных условиях Текст. / Д.Ф Симбирский, В.Г

8. Богданов, A.B. Олейник II В сб.: Динамика и прочность машин.- М.: -1974. -Вып. 20. - С.123-126.

9. Гецов Л.Б. Повреждение лопаточного аппарата энергетических ГТУ и их классификация Текст. / Л.Б. Гецов, А.И. Рыбников// Тяжелое машиностроение, 1993. -№5,6. - С 38 -41.

10. Акимов, В.М. Основы надежности газотурбинных двигателей Текст. / В.М. Акимов. -М.: Машиностроение. 1981. - 207с.

11. Третьяченко, Г.Н. Несущая способность лопаток газовых турбин при нестационарном тепловом и силовом воздействии Текст. / Г.Н. Третьяченко, Л.В, Кравчук. -Киев: Наукова думка. 1975. - 293с.

12. Дульнев, P.A. Термическая усталость металлов Текст. / P.A. Дульнев, П.И. Котов. М.: Машиностроение. - 1980. -199с.

13. Гусенков, А.П. Малоцикловая усталость при неизотермическом нагру-жении Текст. / А.П Гусенков, П.И. Котов. М. Машиностроение, - 1983. -240с.

14. Баландин, Ю.Ф. Термическая усталость в судовом энергомашиностроении Текст. / Ю.Ф. Баландин. М: Судостроение, - 1967. - 271с.

15. Гуляев, Г.А. Термическая усталость в теплоэнергетике Текст. / Г.А. Гуляев. М: Машиностроение, - 1978. -208с.

16. Орлов, М.Р. Эксплуатационные повреждения и ремонт литых рабочих лопаток турбин из жаропрочных сплавов Текст. / М.Р. Орлов, О.Г. Оспенникова //Литейное производство 2007. - №8.- С. 48-52.

17. Патон, Б.Е. Жаропрочность литейных никелевых сплавов и защита их от окисления Текст. / Б.Е. Патон, Г.Б. Строганов, С.Т. Кишкин- Киев, Наукова думка., 1987. - 256 с.

18. Шалин, P.E. Монокристаллы никелевых жаропрочных сплавов Текст. / P.E. Шалин, И.А. Светлов, Е.Б. Качалов [и др]. М.: Машиностроение, -1997г.

19. Каблов, E.H. Литые лопатки газотурбинных двигателей. Текст. /E.H. Каблов. М.: МИСИС, -2001,-632с.

20. Каблов, E.H. Литые жаропрочные сплавы. Эффетк С.Т. Кишкина. Научно-технический сборник под редакцией E.H. Каблова. -М: Наука 2006 - 272с.

21. Симе, Ц. Жаропрочные сплавы Текст. / Ц. Симе, В. Хагель. М.: Металлургия, -1976. - 568с.

22. Каблов, E.H. Литые лопатки газотурбинных двигателей: сплавы, технологии, покрытия. Текст. /под общ. ред. Е.Н Каблова 2-е изд. - М.: Наука, - 2006. - 673с.

23. Сорокина, Л.П. Влияние восстановительной термовакуумной обработки на структуру, фазовый состав и свойства сплава ЖС6У Текст. / Л.П. Сорокина, Г.И. Морозова, М.В. Бронфин // Металловедение и термическая обработка материалов 1987 - № 4. - С. 40-43.

24. Крук, С.И. Высокотемпературная обработка литейных конструкционных материалов Текст. / С.И. Крук, В.М. Сагалевич // Литейное производство- 1992.-№3. С. 12- 14.

25. Stevens, R. А. Восстановительная термообработка для продления долговечности при ползучести жаропрочного сплава IN -738 Текст. / R. А. Stevens, P.E. Flewitt // Strendth Mettal and Alloys. 1979, - vol 1 - P. 40 - 407.

26. Maeller, J.J. Improvement of Nucltar Casting by application of Hot Isooctatic Pressing (ШР) Текст. / J.J Maeller, M. Behravesh //.Batteele Columbus Laboratory 1979.-P. 123.

27. Garat, M. HIPing des Pieces Mouleesen Allifges dAluminiuv Текст. / M. Garat // 53 Congres Mondial de Fonderie, 1986.

28. Garat, M. Hot Isostatic Pressing of Aluminium Casting Текст. / M. Garat //Griesserei. -1987. -№ 187 (13)-P. 405.409.

29. Клещев, A.C. Исследование механизма и кинетики залечивания пор при горячим изостатическим прессовании сплавов Текст. / A.C. Клещев, A.B. Лебедев // Кузнечно штамповочное производство - 2001. - № 3. - С. 7 - 10.

30. Падалка, А.Г. Практика горячего изостатического прессования неорганических материалов Текст. / А.Г. Падалка. М: ИЦК Академика, - 2007. - 267с.

31. Кузнецов, В.П. Высокотемпературная газостатическая обработка монокристаллического сплава ЖС36- ВИ. Текст. / В.П Кузнецов, В.П Лесников, И.П. Кононова, М.С. Хадыев // Металловедение и термическая обработка металлов 2011. -№ 4. - С. 9 -14.

32. Шляхин, А.П. Залечивание пор в отливках горячим изостатическим прессованием. Текст. / А.П. Шляхин, Г.А. Кривонос // Литейное производство, 1986. - № 8, -С. 9-11.

33. Постников, И.С. Формирование структурно- чувствительных свойств аллюминевых отливок в процессе изостатического уплотнения Текст. /И.С. Постников // Литейное производство. 1993. - № 4. - С.5 - 8.

34. Фомичева, Т.И. Высокотемпературная газоизостатическая обработка отливок и повышение их ресурсных характеристик Текст. / Т.И Фомичева, Н.П Клочкова, Г.Л Ходоровский // Литейное производство 1993. -№ 4. - С. 17-18.

35. Бокштейн, С.З. Физические методы исследования металлов. Методы испытания, контроля и исследования машиностроительных материалов Текст. / С.З. Бокштейн, С.Т. Кишкин, Л.М. Мороз М: Машиностроение, - 1971. - Tl.-С 25-52.

36. Клюев, В.В. Приборы для неразрущающего контроля материалов и изделий Текст. / Справочник в 2-х книгах под оедакцией В.В. Клюева // М.: Машиностроение - 1986. - Кн1. - 352с.

37. Лившиц, Б.Г. Физические свойства металлов и сплавов Текст. / Б.Г. Лившиц, B.C. Крапошин, Я.Л. Линецкий. -М.: Металлургия 1980. - 320с.

38. Ртищев, В.В. Неразрушающий контроль структуры и свойств сталей и сплавов, применяемых в энергомашиностроении с помощью метода контактной термо э.д.с. Текст. / В.В. Ртищев, З.Г. Ройтман // Сб. нуч. Тр. ЦКТИ. - 1975. - вып. 130. - С. 236 - 244.

39. Логунов, A.B. Высокотемпературный резистометрический анализ металлов и сплавов. Новые методы структурных исследований металлов и сплавов Текст. / A.B. Логунов, Н.В. Петрушин М.: Об. «Знание» -1982, -С.108.113.

40. Вернигор, В.И. Модальный анализ механических колебаний упругих систем Текст. / В.И. Вернигор, А.Л. Михайлов // Рыбинск РГАТА, НПО «Сатурн», 2001. - 287с.

41. Кришталл, М.А. Внутреннее трение и структура металлов Текст. / М.А. Кришталл, С.А. Головин. М.: Металлургия, - 1976. - С. 376.

42. Постников, B.C. Внутреннее трение в металлах Текст. / B.C. Постников. -М.: Металлургия. -1974 352с.

43. Жуков, A.A. Исследование начальной стадии термоусталостного разрушения чугун методом внутреннего трения. Текст. / A.A. Жуков, Б.М. Драпкин // Проблемы прочности 1973. - №8. - С. 97 -102.

44. Блантер, М.С. Метод внутреннего трения в металловедческих исследованиях Текст. / Справодник под ред. М.С. Блантера, Ю.В.// Изд.

45. Драпкин, Б.М. Свойства сплавов в экстремальном состоянии Текст. / Б.М. Драпкин, В.К. Кононенко, В.Ф. Безъязычный М.: Машиностроение -2004г. - 256с.

46. Ртищев, В.В. Статистические расчеты 100 и 1000- часового пределов длительной прочности жаропрочных лопаточных сплавов на никелевой основе при температуре 800 и 900°С Текст. / В.В. Ртищев // Сб. научных трудов -ЦКТИ- 1980-Вып. 177-с 121 132.

47. Ртищев, В.В. Расчетные методы прогнозировании фазового состава, структурных характеристик и пределов длительной прочности по химическому составу жаропрочных на никель хромовой основе Текст. /В.В. Ртищев //

48. Жаропрочные и жаростойкие стали и сплавы на никелевой основе. М.: Наука.-1984-С.144-150.

49. Захарченко, В.П. Влияние состава и технологии получения на механические свойства жаропрочных сплавов на основе никеля. Текст. / В.П. Захарченко // Автореферат . дис. Канд. Тех наук. Красноярск, -1990. 25с.

50. Ефимичев, Ю.И. Регрессионный анализ качества сталей и сплавов Текст. / Ю.И. Ефимичев, С.К. Михайлов. М.: Металлургия. - 1976. - 224с.

51. Жамбю, М. Иерархический кластерный анализ и соответствия Текст. / М Жамбю. М.: Финансы и статистика, - 1988. - 342с.

52. Дубров, A.M. Многомерные статистические методы Текст. / A.M. Дубров, B.C. Мхитарян, Л.И. Трошин // М.: Финансы и статистика. -1998. -352с.

53. Готовцева, Е.Р. Исследование и разработка жаропрочных сплавов с использованием методов теории распознавания образов Текст. / Е.Р. Готовцева// Автореф. Дис. канд. Тех. Наук. Екатеринбург. -1995. - 23 с.

54. Приходько, Э.В. Физико- химическое моделирование процессов формирования структурных свойств жаропрочных сталей и сплавов Текст. / Э.В. Приходько.// Жаропрочные и жаростойкие стали и сплавы на никелевой основе-М.: Наука. -1984. -С. 4-11.

55. Приходько, Э.В. Металлохимия комплексного легирования Текст./ Э.В. Приходько. -М.: Металлургия, 1983. -184с.

56. Петрушин, Н.В. Структурная стабильность никелевых жаропрочных сплавов при высоких температурах. Текст. / Н.В. Петрушин, A.B. Логунов,

57. B.А. Горин // Металловедение и термическая обработка металлов. 1984. -№5.-С. 36-39.

58. Лютцау, В.Г. Структурные факторы малоциклового разрушения металлов. Текст. / Сб. научн. статей под ред. Лютцау В.Г. М.: Наука - 1977. - 142 с.

59. Мартин, Дж. Стабильность микроструктур металлических систем Текст. / Дж. Мартин, Р. Доэрти. М.: Металлургия. -1978. - 287с.

60. Лапин, Г.Ф. Ползучесть металлов и критерии жаропрочности Текст. / Г.Ф. Лапин. М.: Металлургия, -1976. - 344с.

61. Шестериков Закономерности ползучести и длительной прочности Текст. : справочник / Шестериков. М.: Машиностроение. -1983 - 101с.

62. Таиса, С. Теория высокотемпературной прочности материалов Текст. / С. Таиса, Р. Отани М.: Металлургия , -1986. - 280с.

63. Булыгин, И.П. Об оценке жаропрочности при нестационарных режимах Текст. / И.П. Булыгин, Е.Р. Голубовский., Г.П. Мельников // Проблемы прочности.-1981.-№12-С. 14-19.

64. Кривенюк, А.П. Об оценке некоторых общих особенностей длительного разрупрочнения отдельных классов жаропрочных материалов Текст. / А.П. Кривенюк, Е.Е. Зеленюк // Проблемы прочности 1979. - № 12. - С. 14 -19.

65. Мовчан, В.А. Структурный подход к описанию высокотемпературной установившейся ползучести металлических материалов Текст. / В.А Мовчан, Л.М. Нероденко, Е.В. Дабижа // Проблемы прочности. 1980. - № 5. -с 11-18.

66. Петреня, Ю.К. О поврежденности и длительной прочности материалов с низкой деформационной способностью Текст. / Ю.К. Петреня, A.A. Чижик // Металловедение и термическая обработка металлов. 1980. -№ 12.1. C. 23-24.

67. Коллинз, Дж. Повреждение материалов в конструкциях. Анализ, предсказание, предотвращение. Текст. / Дж. Коллинз. -М.: Мир, -1984. -624с.

68. Жуков, A.A. Оценка температуры полного растворения у' фазы жаропрочных сплавов на основе анализа двойных диаграмм состояния Текст. / A.A. Жуков, O.A. Смирнова // Заготовительные производства в машиностроении. - 2004. - № 11. -С. 44 - 47.

69. Ртищев, В.В. Дальнее упорядочение матрицы сложнолегированных жаропрочных сплавов на никелевой основе Текст. / В.В. Ртищев, Е.З. Витайкин // Физика металлов и металловедение. 1977. -43. -№ 6 - С. 1265 -1275.

70. Фриндляндер, И.Н. Энциклопедия цветные металлы и сплавы. Композиционные металлические материалы Текст. / Под общей редакцией И.Н. Фриндлянлера. // -М.: Машиностроение 2001. - 880с.

71. Русаков, A.A. Рентгенография металлов Текст. / A.A. Русаков, М.: Атомиздат. -1977. - 480с.

72. Пресняков, A.A. Локализация пластической деформации Текст. / A.A. Пресняков М.: Машиностроение, - 1983. - 56с.

73. Чубов, A.A. Металлографический анализ сплавов с помощью программы анализатора MetAn на основе контурно структурной сегментации Текст. / A.A. Чубов, A.A. Жуков, В.А. Вишняков // Заготовительные производства в машиностроении. - 2007г. -№ 6. -С. 50-54.

74. Сулима, A.M. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей ГТД Текст. / A.M. Сулима. М.И. Евстигнеев, М.: Машиностроение. - 1980. -140с.

75. Жуков, A.A. Влияние циклических температурно силовых воздействий на структуру и жаропрочность сплава ЖС6У-ВИ Текст. / A.A. Жуков, О.В. Новикова // Заготовительные производства в машиностроении. -2009.-№ п. С.43-49:

76. Гайдук, В.В. Изменение структуры и свойств материала лопаток турбомашин в процессе эксплуатации Текст. /В.В. Гайдук, J1.B. Морозов, В.В. Омельченко // Жаропрочность и жаростойкость металлических материалов. М.: Наука. - 1976. -С. 27 - 30.

77. Мухин, B.C. Метод расчета усталостной долговечности металлов при высокотемпературной эксплуатации Текст. / B.C. Мухин, A.M. Щипачев // Известия вузов. Авиационная техника. 2001. -№ 3. -С. 7 -9.

78. Жуховицкий, A.A. Физическая химия Текст. / A.A. Жуховицкий, JI.A. Шварцман // -М.: Металлургия 1964. - 676с.

79. Шиняев, А.Я. Фазовые превращения сплавов при высоком давлении Текст. / А.Я. Шиняев // М.: Наука.--156с.

80. Банди, Ф.П. Поведение металлов при высоких температурах и давлениях Текст. / Ф.П. Банди, Г.М. Стронг. М.: Металлургия . - 1965. -59с.

81. Орлов, М.Р. Аналитическая оценка кинетики устранения пор в литых лопатках турбин при горячем изостатическом прессовании Текст. / М.Р. Орлов // Металловедение и термическая обработка металлов. -2009. -№2. -С. 17-20.

82. Орлов, М.Р. Аналитическая оценка кинетики релаксационных процессов в никелевом жаропрочном сплаве ЖС6У-ВИ Текст. / М.Р. Орлов, Е.М. Орлов // Авиационно- космическая техника и технология. 2005. - №1/7. -С. 26-29.

83. Кузнецов, В.П. Высокотемпературная газостатическая обработка монокристаллических рабочих лопаток ТВД Текст. / В.П. Кузнецов, В.П. Лесняков, Е.В. Мороз // Газотурбинные технологии. 2006. - № 8(51). - С. 30 -32.

84. Розенберг, В.М. Основы жаропрочности металлических материалов Текст. / В.М. Розенберг. М.: Металлургия, - 1973. -325с.

85. Гегузин, Я.Е. Почему и как исчезает пустота Текст. / Я.Е. Гегузин. -М.: Наука, -1983.- 191 с.

86. Бриджмен, П. новейшие работы в области высоких давлений Текст. / П. Бриджмен. -М.: Издательство иностранной литературы, -1948. 287с.

87. Падалко, А.Г. Выделение у фазы в никелевом сплаве в условия статического барометрического воздействия Текст. / А.Г. Падалко, А.Н. Веселов, С.П. Таланова, H.A. Аладьев // Металлы, - 2006. - №1. - С.80 - 88.

88. Падалко, А.Г. Поведение эвтектики (у + у') в сплаве на основе никеля при баротермическом воздействии Текст. / А.Г. Падалко, А.Н. Веселов, С.П. Таланова, Г.Д. Нипан, В.П. Санькин // Физика и химия обработки материалов. -2004.-№5.-С. 88-93.

89. Вернер, В.Д. Структура пика Финкелыптейна Розина в деформированных аустенитных сталях. Механизмы внутреннего трения в полупроводниковых и металлических материалах Текст. / В.Д. Вернер, Л.В.Кабликова, В.К. Коробов. -М.:-Наука,-1972.-С. 156-160

90. Гадалов, В.Н. О внутреннем трении жаропрочных никель -хромовых сплавов в районе температур 400.600°С Текст. / В.Н. Гадалов, A.C. Негин, Ф.Н. Рыжков [и д.р.] // Внутренне трение в металлах и неорганических материалах. М.: - Наука ,-1982.-С. 136-138.

91. Гадалов, В.Н. Об использовании влияния атомного упорядочения при формировании структуры сплавов с высоким содержанием хрома Текст. / В.Н. Гадалов, С.Б. Масленников, A.C. Нагин // Металловедение и термическая обработка металлов -1985.- №7. С.63 -66.

92. Винтайкин, Е.З. Образование дальнего порядка в сплавах никель -хром Текст. / Е.З. Винтайкин, Г.Г. Урушадзе // ДАН СССР. 1969. - Т. 184. -выпЗ-С. 589.592.

93. Гадалов, В.Н. Воздействие атомного упорядочения на структуру и свойства жаропрочных Текст. / В.Н. Гадалов, А.С Нагин, П.В. Новичков, В.Г. Трибунов // Жаропрочность и жаростойкость металлических материалов М.: Наука, - 1976.-С. 27-30.

94. Петридис, A.B. Улучшение служебных свойств высокохромистых никелевых сплавов путем использования атомного упорядочения Текст. / A.B. Петридис // Автореферат канд. диссертации 1986. - 16 с.

95. Ртищев, В.В. упорядочение атомов матрицы и изменения свойств жаропрочных сплавов на никелевой основе при старении Текст. / В.В. Ртищев// Материаловедение 1998. - С.45 - 52.

96. Fegan, S. Variation 104 of carbide geometry with local solidication time in cast Inconel 713C Alloy Текст. / S. Fegan, Kattamis, J. Morral // J.: Material Science. - 1975. -№ 7(10). -P. 1266 - 1278.

97. Hopgood, A. A. Effects of heat treatment on phase chemistry and microstructure of single crystal nickel base superalloy Текст. / A. A. Hopgood, A. Nicholls, G. Smitt, J. Martin // Material Science and Technology. 1988. - №2. -v.4. P. 146- 156.

98. Падалко А.Г. Фазовые превращения в гетерогенных системах на основе Ni при высоких давлениях Текст. / А.Г. Падалко, С.П. Авдюхин, А.Н. Веселов // Тезисы XV международной конференции по химической термофизике. M 2005. - т II - С. 83 - 88.190