автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение эффективности поверхностного упрочнения ремонтных лопаток газотурбинного комплекса на основе прогнозирования релаксационной стойкости остаточных напряжений

На правах рукописи

Кротинов Николай Борисович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ РЕМОНТНЫХ ЛОПАТОК ГАЗОТУРБИННОГО КОМПЛЕКСА НА ОСНОВЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РЕЛАКСАЦИОННОЙ СТОЙКОСТИ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

05.02.08 - Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□□3455926

Самара-2008

003455926

Работа выполнена на кафедре "Инструментальные системы и сервис автомобилей" Самарского государственного технического университета

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Круцило Виталий Григорьевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Кулаков Геннадий Алексеевич; кандидат технических наук, доцент Волков Владимир Иванович

Ведущая организация:

ДОАО «Центрэнергогаз» ОАО «Газпром»

Защита состоится 24 декабря 2008 г. в 15.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.217.02 в Самарском государственном техническом университете по адресу: г. Самара, ул. Галактионовская, 141, корпус №6, ауд. 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Самарского государственного технического университета.

Автореферат разослан » 2008 г.

Просим Вас принять участие в обсуждении работы и направить свой отзыв, заверенный печатью, по адресу: 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244, Главный корпус, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.217.02.

Ученый секретарь диссертационного совета

А.Ф. Денисенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

В современном машиностроительном производстве широко используются различные способы упрочнения поверхностного слоя, в частности такие прогрессивные, как ультразвуковое упрочнение свободными шариками и термопластическое упрочнение. Эти способы позволяют значительно увеличить надежность и долговечность работы различных деталей, в том числе и таких ответственных, как лопатки газотурбинного комплекса (ГТК) газоперекачивающих станций, воспринимающие воздействие циклических и статических нагрузок, высоких температур.

Противостоять циклическим нагрузкам позволяют остаточные напряжения сжатия, сформированные упрочняющей обработкой, обеспечивая, тем самым, высокий ресурс работы детали. Однако в процессе наработки происходит уменьшение исходного уровня остаточных напряжений, то есть наблюдается явление релаксации (ослабления), что неизбежно влечет за собой и снижение исход] того уровня долговечности. Уменьшить негативное влияние релаксации можно следующим образом:

- подобрать такой способ и режим упрочнения, который сформирует устойчивое к процессу релаксации напряженно-деформированное состояние;

- заранее прогнозировать срок снижения остаточных напряжений до критического уровня, после которого необходимо производить повторное упрочнение.

Следовательно, формирование устойчивого напряженно-деформированного состояния и прогнозирование процесса его релаксации является актуальной задачей.

Цель работы. Повышение долговечности рабочих лопаток ГТК путем использования рационального способа и режима упрочнения поверхностного слоя на основе обеспечения релаксационной стойкости остаточных напряжений.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Создать математическую модель и компьютерную программу расчета параметров процесса релаксации остаточных напряжений на основе ползучести с учетом пластических деформаций, сформированных упрочняющей обработкой.

2.Разработать алгоритм выбора рационального способа и режима упрочнения поверхностного слоя, исходя из критерия релаксационной стойкости остаточных напряжений, формируемых упрочняющей обработкой.

3.Провести сравнительные экспериментальные исследования параметров процесса релаксации остаточных напряжений, сформированных ультразвуковым упрочнением свободными шариками и термопластическим упрочнением в рабочих лопатках первой ступени агрегата ГТК-10.

4.Осуществить сравнительные экспериментальные исследования усталостной прочности рабочих лопаток первой ступени агрегата ГТК-10, обработанных ультразвуковым упрочнением свободными шариками и термопластическим упрочнением.

5.Разработать технологию ремонта рабочих лопаток первой ступени агрегата ГТК-10 с учетом технологической наследственности и релаксационной стойкости остаточных напряжений в процессе эксплуатации; реализовать результаты исследования в промышленности.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЯ

Впервые создана математическая модель и компьютерная программа, позволяющие рассчитать параметры процесса релаксации остаточных напряжений на основе ползучести с учетом пластических деформаций, сформированных упрочняющей обработкой. На базе математической модели разработан алгоритм выбора рационального способа и режима поверхностного упрочнения.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

Разработанные математическая модель и алгоритм позволяют осуществить выбор рационального способа и режима упрочнения поверхности исходя из критерия релаксационной стойкости остаточных напряжений, формируемых упрочняющей обработкой; кроме этого, дают возможность прогнозировать срок снижения остаточных напряжений до критического уровня, что позволяет установить время по-

2

вторного упрочнения. Это повысит долговечность работы упрочняемых деталей. На основе данного подхода при разработке технологии ремонта рабочих лопаток первой ступени агрегата ГТК-10 был использован способ термопластического упрочнения, который обеспечил повышение долговечности по сравнению с базовым технологическим процессом более чем на 30%. В результате достигнут годовой экономический эффект, составляющий 64126 руб. с одного упрочненного комплекта лопаток. В ремонтное производство газоперекачивающей отрасли внедрены технология и установка термопластического упрочнения рабочих лопаток ГТК, компьютерная программа расчета параметров процесса релаксации остаточных напряжений, формируемых поверхностным упрочнением.

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЙ

Реализация поставленной цели осуществлялась системно, теоретическими и экспериментальными методами. В теоретических исследованиях использовался метод феноменологического определения напряженно-деформированного состояния и аналитический метод расчета параметров процесса релаксации остаточных напряжений на основе ползучести. При экспериментальном определении остаточных напряжений применялся метод H.H. Давиденкова. Усталостные испытания проводились в соответствии с едиными техническими условиями на усталостные испытания лопаток газотурбинных установок. Обработка информации и расчет численных значений осуществлялись с использованием ПЭВМ. Достоверность исследований и эффективность практических рекомендаций подтверждены количественным и качественным совпадением расчетов по предложенной модели с экспериментальными данными, актом внедрения, экономическим расчетом.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Разработанная математическая модель позволила смоделировать процесс релаксации остаточных напряжений, сформированных ультразвуковым упрочнением свободными шариками и термопластическим упрочнением в рабочих лопатках первой ступени агрегата ГТК-10.

2.Предлагаемый алгоритм дает возможность осуществлять выбор рационального способа и режима поверхностного упрочнения, исходя из критерия релаксационной стойкости остаточных напряжений, формируемых упрочняющей обработкой.

л

3.Результаты натурных (в составе изделия) испытаний рабочих лопаток первой ступени агрегата ГТК-10, подвергнутых ультразвуковому упрочнению свободными шариками и термопластическому упрочнению, позволили определить параметры процесса релаксации остаточных напряжений и изменение усталостной прочности во время наработки.

4.Созданная технология ремонта рабочих лопаток агрегата ГТК-10 обеспечивает высокую эффективность поверхностного упрочнения.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные научные положения и результаты работы докладывались на ежегодной Международной научно-технической конференции "Высокие технологии в машиностроении" (СамГТУ, г. Самара, 2002...2007 гг.); дочернем открытом акционерном обществе "Центр-энергогаз" ОАО "Газпром"; расширенном заседании кафедры "Инструментальные системы и сервис автомобилей" СамГТУ; научно-практической конференции "Инновационные технологии, оборудование, комплектующие изделия, инструмент - отечественным машиностроителям" - выставочный комплекс на Красной Пресне, г. Москва, 2007 г.

ПУБЛИКАЦИИ

Результаты научных исследований опубликованы в 16 печатных работах, в том числе одна работа в издании из перечня ВАК.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ

Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов по каждой главе и общих выводов, списка использованных источников из 133 наименований, двух приложений. Работа содержит 167 страниц текста, 40 рисунков, 9 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель и показана научная новизна, представлены основные положения, выносимые на защиту.

Б главе 1 выполнен анализ литературных источников. В начале главы рассматриваются различные методы упрочнения поверхностного слоя. Среди них наибольшее распространение для обработки лопаток получил метод ультразвукового упрочнения свободными шарика-

4

ми (УЗУ). Он используется, в том числе, и для обработки рабочих лопаток первой ступени агрегата ГТК-10 на окончательных операциях их изготовления и ремонта. Основными преимуществами УЗУ по сравнению с другими методами поверхностного пластического деформирования (ППД) являются: высокая производительность процесса, равномерное упрочнение поверхности всей лопатки, возможность создания оптимального усилия деформирования (без перенаклепа), что особенно важно на кромках лопаток, имеющих небольшую толщину. К недостаткам следует о гнести то, что для создания оптимального режима упрочнения необходимо варьировать слишком большим количеством параметров, а именно: диаметром шариков 0Ш, их массой т, временем обработки тобр, частотой f и амплитудой £ колебаний резонатора, масштабным фактором, что является нетехнологичным. Кроме того, степень пластической деформации, отрицательно влияющей на релаксационную стойкость, все равно не будет ниже 6=8... 15%, что приблизительно соответствует остаточным напряжениям о^-380...630 МПа [Богорадовский Г.И., Иванов A.B.]. Это ограничение устанавливается самим механизмом формирования остаточных напряжений при ППД: чем больше деформация, тем выше уровень остаточных напряжений [Папшев Д.Д.].

Также для обработки лопаток может быть использовано термопластическое упрочнение (ТПУ). Основное отличие ТПУ от УЗУ и других способов ППД заключается в том, что за счет температурных, а не механических нагрузок, формируется высокий уровень сжимающих остаточных напряжений g"s=430...600 МПа (для ЭИ893) и меньший на порядок уровень пластических деформаций 8=0,3...0,5% [Кравченко Б.А.]. При этом варьируется только один технологический параметр -температура нагрева Т„агр = 650...750 °С.

Далее исследуется влияние различных параметров качества поверхностного слоя на усталостную прочность, среди которых особо отмечается роль остаточных напряжений. Этому посвящены многие работы [Белозеров В.В., Бойцов Ю.П., Иванов С.И., Кравченко Б.А., Павлов В.Ф., Папшев Д.Д.]. В процессе нагружения симметричным циклом при наличии остаточных напряжений суммарная эпюра смещается относительно нулевой оси. Сжимающие остаточные напряжения увеличивают сжимающие и уменьшают растягивающие напряжения цикла. Растягивающие - наоборот. Учитывая, что большинство жаропрочных сплавов являются неравнопрочными (предел прочности при сжатии выше, чем при растяжении), то смещение цикла в сторону

больших суммарных сжимающих напряжений является особо благоприятным. Таким образом, остаточные напряжения в поверхностном слое при циклических нагрузках напрямую связаны с усталостной прочностью деталей: сжимающие ее повышают, растягивающие же действуют неблагоприятно.

Затем рассматриваются различные факторы, влияющие на процесс формирования и релаксацию остаточных напряжений. Технологическая наследственность растягивающих остаточных напряжений, сохранившихся от предыдущих операций, негативно сказывается на эффективности упрочняющей обработки, так как происходит наложение друг на друга напряжений различного знака с их взаимным подавлением.

И, наконец, проводится обзор математических методов определения напряженно-деформированного состояния и процесса релаксации остаточных напряжений. Существующие на данный момент методы расчета процесса релаксации не учитывают влияния предварительной пластической деформации, сопутствующей любым способам поверхностного упрочнения, что может привести к значительным погрешностям, поэтому их использование в данном случае некорректно. Исходя из этого была определена одна из задач: разработать методику расчета параметров процесса релаксации остаточных напряжений в поверхностном слое на фоне ползучести с учетом предварительной пластической деформации.

Глава 2 посвящена разработке методики расчета параметров процесса релаксации остаточных напряжений на основе предложенной Радченко В.П. В качестве расчетной модели используется цилиндр, который дает возможность рассчитать процесс релаксации в вогнутых и выпуклых частях лопатки, на кромках, имеющих определенный радиус закругления и являющихся наиболее слабым местом, с которого начинается зарождение трещины. Вводится общепринятая цилиндрическая система координат г, в, г с обозначением остаточных напряжений в упрочненном слое цилиндрического образца: а™ -окружное остаточное напряжение, ог" - радиальное остаточное напряжение, о™ - осевое остаточное напряжение. Предварительные пластические деформации вводятся через параметр поврежденности материала со, характеризующий относительную площадь поперечного сечения, занятую микротрещинами. Параметр поврежденности в материале полагается пропорциональным линейной комбинации работы истинного напряжения а на деформацию ползучести р и на пластиче-

скую деформацию Промежуток наблюдения за процессом деформирования разбивается на точки /о=0, lh t2, ..., ts. Приращение любой функции k(t) на отрезке /Л, обозначается через At, --is, а значение функции в точке ts через k(ts). Основной вариант соотношений в приращениях имеет вид

МО.

Лег(0='

0) (2)

WO =

Е

(3)

АР, ) = X л«* (',) ■+ Xд ил (О + Д^. (г, >,

* к

^) = л к )')"2 -и* )]■ ^;

^кио/с.г-'ио]-^. ¿мо^г

О, ьМ*У<г-У2*оЛЛ

I

Да>(/, ) = «(<7° (г, )}т(*, )А/;(/1) + хИ', );

= + (5)

*(1>+1) = ад + Д*(/Д (6)

Здесь е - полная деформация; г - упругая деформация; г/, ц м> -вязкоупругая, вязкопластическая и вязкая составляющие деформации р соответственно; с/ - номинальное напряжение; Е - модуль Юнга; Лк,ак,Ьк,с,п2,т1,а, - константы модели, при помощи которых описываются первая и вторая стадии ползучести материала и ее обратимая после разгрузки часть; у и а - параметры модели, контролирующие процессы разупрочнения материала при пластической деформации и деформации ползучести соответственно; а, щ, Л - константы, описывающие диаграмму мгновенного деформирования; сгпр - предел про-

(4)

порциональности, - любая из функций мг(^+/)>

Ли2к{(»1)> е?(гА+/).

Поперечные деформации цилиндрического образца, возникающие за счет пуассоновского сужения материала, рассчитываются следующим образом:

Ет 2 (7)

-//"ДуДО-^Дд^Д {1 = г,в\

где /и - коэффициент Пуассона в упругой области, /и' и //' - коэффициенты Пуассона для обратимой и и необратимой и компонент деформации ползучести.

Приращение (релаксация) радиальных агге\ осевых аг" и окружных а™ напряжений:

. ^АА,(г„0 , „ААДг^О+ААДГ^О+ААДГ^О (8л АО", 1 + р -+И (1 + ^X1-2//)

где введены функции А,(г, г) = ¿^(/-^-/¡(гд)],

&М = *,(') + *,V)-?,О")» /ХгЛ)=рГ(г,0 + еГ(г,0, 1 = г, 2, в ; гк ~

точки дискретизации по глубине упрочненного слоя.

Для вычисления релаксирующих напряжений по данной методике необходимы следующие исходные данные: физические свойства материала и кривые ползучести при заданной рабочей температуре, величина предварительной пластической деформации и трехмерное напряженно-деформированное состояние, соответствующие данному способу и режиму упрочнения. По формулам (1)...(6) рассчитываются осевые деформации ползучести, пластические и полные осевые деформации, затем по формуле (7) - радиальные и тангенциальные деформации и по формуле (8) - приращение (релаксация) остаточных напряжений.

Результаты расчета процесса релаксации остаточных напряжений в зависимости от способа и режимов упрочнения представлены на рисунках 1 и 2. Как видно из графиков, наиболее рациональным для ТПУ является режим Тнаф=750 °С, 0,5 МПа (кривая 3, рис. 1), который обеспечивает формирование наибольшего начального уровня остаточных напряжений 600 МПа при относительной деформации 5=0,5% и его наилучшую релаксационную стойкость в процессе нара-

богки: оставшееся напряжение после наработки т=5 тыс. часов составило =540 МПа.

о -100

с:

Наработка х, час

Рис. 1. Результаты расчета релаксации остаточных напряжений, сформированных ТПУ, в зависимости от следующих режимов (сплав ЭИ893, ТРаб=700 °С, с°=Н0 МПа): 1 - Тщгр=650 °С, Рохл=0,5 МПа, 5-0,3%; 2 -Т^ =700 °С, Рохл =0,5 МПа, 5=0,4%; 3 - Тнагр =750 °С, Рохл.^0,5 МПа, 5=0,5%

Для корректности сравнительных исследований также было рассчитано и УЗУ, используемое в базовом технологическом процессе. Здесь наиболее рациональным является режим т0бр=4мин, 0Ш=1 мм, £=20 кГц, ^=0,012 мм, ш=0,3 кг (кривая 2, рис. 2), который обеспечивает формирование начального уровня остаточных напряжения о"3 =570 МПа. Это ниже а™* =630 МПа при упрочнении на режиме согласно кривой 3 (рис. 2), отличающемся только временем обработки тоб[| =8 мин, однако за счет меньшей степени предварительной деформации (8=10% против 5=15%) его релаксационная стойкость выше: оставшееся напряжение после наработки т=5 тыс. часов составило о^ =40 МПа вместо о^ =25 МПа. Остальные режимы при ТПУ и УЗУ (кривые 1, рис. 1 и 2) не обеспечивают ни высокого начального уровня остаточных напряжений, ни их релаксационную стойкость в процессе эксплуатации.

о

-700

0 5000 10000

Наработка т, час

Рис. 2. Результаты расчетов релаксации остаточных напряжений, сформированных УЗУ, в зависимости от следующих режимов

(сплав ЭИ893, Траб=700 °С, ст°=140 МПа): 1 - 0Ш=1 мм, тобр =2 мин, Г=20 кГц, ^=0,012 мм, ш=0,3 кг, 5=8%;

2 - 0Ш=1 мм, ТобР=4 мин, £=20 кГц, ^=0,012 мм, т=0,3 кг, 5=10%;

3 - 0Ш=1 мм, тобр =8 мин, Г=20 кГц, ^=0,012 мм, т=0,3 кг, 5=15%

В главе 3 представлены объект, методика и оборудование экспериментального исследования остаточных напряжений и усталостной прочности. Объектом экспериментального исследования являлись рабочие лопатки первой ступени газоперекачивающего агрегата ГТК-10. В качестве материалов для деталей газовых турбин широко применяются сплавы на никелевой основе, упрочненные дисперсной интерме-таллидной у'-фазой №зТ1А1, выделяющейся в процессе технологического старения. Ремонтная технология, используемая предприятием ДОАО «Центрэнергогаз» ОАО «Газпром» для восстановления работоспособности лопаток, включает в себя следующие операции: дефекта-цию, заплавку дефектов, восстановление верхней кромки пера лопатки, термообработку, полирование и УЗУ. Недостатком данного технологического процесса является то, что здесь не учитывается влияние технологической наследственности после полирования с ручной подачей, формирующего в пере лопатки растягивающие остаточные напряжения порядка 350 МПа на поверхности с глубиной залегания око-

10

ло 70 мкм. После полирования производится УЗУ, которое может сформировать на данном режиме остаточные напряжения сжатия на поверхности около 600 МПа с глубиной залегания около 300 мкм. Очевидно, что в данном технологическом процессе происходит наложение негативных растягивающих остаточных напряжений, сформированных полированием, с благоприятными сжимающими остаточными напряжениями, сформированными УЗУ, что снижает эффективность последнего. Устранить данный недостаток можно введением перед УЗУ термической обработки; это позволит снять напряженно-деформированное состояние (НДС). Однако в данном технологическом процессе уже имеется одна термообработка, целью которой является снятие НДС после сварки, и введение еще одной термической операции было бы расточительным. Исходя из вышесказанного, было предложено перенести термообработку, осуществляемую после сварки и ввести ее после полирования, что позволило устранить указанный выше недостаток без дополнительных затрат. Кроме того, по результатам теоретических исследований, подтвержденных затем и практикой, необходимо было заменить ультразвуковое упрочнение свободными шариками на термопластическое.

Исследование осевых остаточных напряжений и усталостные испытания лопаток проводились в лаборатории Самарского научно-инженерного центра АПИДМ. Остаточные напряжения определялись на установке ПИОН-2 методом академика Давиденкова H.H. После наработки 1,5; 5 и 10 тыс. часов с турбины снимались две лопатки, упрочненные ТПУ и УЗУ. Из верхней и нижней части пера лопаток электроискровым способом вырезали призматические образцы в зоне выходной кромки, являющейся самым слабым местом, и определяли величину и знак остаточных напряжений в осевом направлении образца . Усталостные испытания лопаток также проводились после данной наработки в соответствии с "Едиными техническими условиями на усталостные испытания лопаток газотурбинных установок" НД 631.301.0216-03-98 на электромагнитном вибростенде ЭМВС-1. База N=107 циклов, температура 20 °С.

Глава 4 включает в себя результаты экспериментальных исследований процесса релаксации остаточных напряжений и изменения усталостной прочности в процессе наработки. С использованием ТПУ и УЗУ на рациональных режимах был упрочнен комплект лопаток, затем экспериментально исследован начальный уровень осевых остаточных напряжений (рис. 3), их релаксация (рис. 4) и изменение усталостной прочности (рис. 5) в процессе наработки. Анализируя эти исследования, можно сделать следующие выводы: 1) максимальные осевые остаточные напряжения, сформированные ТПУ и УЗУ (см. рис. 3), имеют примерно одинаковый уровень и составляют о^-бОО МПа, однако при ТПУ этот максимум находится у поверхности, что в условиях изгиба яв'ляется более предпочтительным, а при УЗУ - на некотором углублении; 2) разработанная модель расчета процесса релаксации демонстрирует приемлемую сходимость (см. рис. 4): максимальное расхождение составляет около 12%, что вполне удовлетворяет требованиям практики; 3) технологические остаточные напряжения, сформированные УЗУ, в процессе эксплуатации релаксируют значительно интенсивнее, чем сформированные ТПУ. С этой точки зрения ТПУ намного предпочтительней УЗУ.

О 50 100 150 200 250 300 Глубина слоя /;, мкм

Рис. 3. Осевые остаточные напряжения в поверхностном слое образцов, вырезанных из нижней части пера лопаток турбины ГТК-10, сплав ЭИ893: 1 - после ТПУ, Тнагр=750°С, Рохл-0,5 МПа; 2 - после УЗУ, 0Ш=1 мм, то6р=4 мин, (=20 кГц, ^=0,012 мм, т-0,3 кг

о

\

4

о?

I -200

-300

2 2

з -400

О

I -500

-600

о

5000

10000

Наработка х, час

Рис. 4. Кривые релаксации остаточных напряжений о^

(сплав ЭИ 893, Траб=700 °С): 1 -- ТПУ: эксперимент; 2 - УЗУ: эксперимент; 3 - ПТУ: расчет; 4 - УЗУ: расчет

Анализ экспериментальных данных изменения усталостной прочности (см. рис. 5) позволяет установить следующее: первоначальное повышение предела выносливости лопаток, обработанных ТПУ по сравнению с УЗУ, составило около 22% (220 МПа->280 МПа, наработка - ноль часов). После 5 тыс. часов наработки разница достигла приблизительно 42 % (140 МПа при УЗУ и 240 МПа при ТПУ). В дальнейшем предел выносливости лопаток, упрочненных УЗУ, неизменно снижается, а у упрочненных ТПУ наблюдается даже его некоторое увеличение. Объясняется это явление следующим образом. Напряженное поле, сформированное упрочняющей обработкой, создает своего рода барьер движению дислокаций к поверхности. Накапливаясь в подповерхностном слое, дислокации блокируют друг друга, препятствуя выходу на поверхность дислокационных нарушений, которые, как правило, являются очагами начальных трещин. Этот механизм поверхностной блокировки содействует повышению циклической прочности и после того, как остаточные напряжения релаксиру-ют. Однако напряженное поле, сформированное УЗУ, релаксирует в первый же период времени, и дислокационный барьер не успевает образоваться, так как для этого необходима наработка достаточно большого числа циклов.

Наработка т, час

Рис. 5. Экспериментальные кривые изменения усталостной прочности лопаток в процессе наработки (Сплав ЭИ 893, Траб =700 °С): 1 - ТПУ; 2 - УЗУ

В дальнейшем экспериментальные исследования проводились следующим образом. Каждые 10 тыс. часов наработки лопатки восстанавливались по ремонтной технологии с использованием УЗУ и ТПУ. Полный ресурс лопаток, упрочненных УЗУ, составил 60 тыс. часов, а лопаток, упрочненных ТПУ - ВО тыс. часов, то есть увеличен более чем на 30%.

Таким образом, для выбора рационального способа и режима поверхностного упрочнения на основе критерия релаксационной стойкости предлагается еле,чующий алгоритм (рис. 6). Любым приемлемым для исследователя способом (аналитическим, феноменологическим или экспериментальным) определяется трехмерное напряженно-деформированное состояние, образовавшееся в результате поверхностного упрочнения. Далее по предложенной модели рассчитывается процесс релаксации остаточных напряжений. Расчетные данные по нескольким вариантам упрочнения сравниваются между собой. Путем варьирования уровня начальных напряжений и деформаций за счет введения режимов и способов с различной интенсивностью упрочнения выбирается более приемлемый способ и режим, при котором достигается наилучшая релаксационная стойкость. Устанавливается следующий ограничивающий критерий: величина оставшихся после релаксации напряжений должна с некоторым запасом быть больше рабочих растягивающих напряжений цикла, что обеспечит снижение их

14

негативного воздействия. Далее прогнозируется период, по достижении которого необходимо принимать решение о снятии детали с эксплуатации для осуществления ее повторного упрочнения.

С Начало )

Назначение способа и режима поберхностного упрочнения

СВор исходных данных рабочая температура, нагрузка, Величина относительной предварительной деформации, физические сб-ба материала и крийая ползучести при рабочей температуре

Определение трехмерного напряженно-деформиробанного состояния, образобабшегося б результате поверхностного упрочнения (аналитически, экспериментальна или феноменологически}

Исходя из вышеизложенного, на предприятии ДОАО «Центр-энергогаз» ОАО «Газпром» технология ремонта рабочих лопаток агрегата ГТК-10 с использованием ультразвукового упрочнения свободными шариками была заменена на технологию с применением термопластического упрочнения. Был разработан комплекс конструкторско-технологической документации, изготовлена опытно-конструкторская, а затем и промышленная установка, прошедшая межведомственные испытания и успешно внедренная в производство. Чистая экономиче-

I Назначение бремени повторного упрочнения

С Конец ")

Рис. 6. Алгоритм выбора рационального способа и режима поверхностного упрочнения

екая прибыль после внедрения технологии и установки ТПУ лопаток в период с 2000 по 2007 гг. на базе этого ремонтного предприятия составила 4,2 млн. рублей.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана модель, компьютерная программа и рассчитаны параметры процесса релаксации остаточных напряжений с учетом предварительной пластической деформации лопаток газотурбинного комплекса (ГТК), упрочненных ультразвуковым и термопластическим методами.

2. Разработан алгоритм выбора рационального способа и режима упрочнения поверхностного слоя, исходя из критерия релаксационной стойкости остаточных напряжений, формируемых упрочняющей обработкой.

3. Проведены натурные (в составе изделия) испытания рабочих лопаток первой ступени агрегата ГТК-10, обработанных ультразвуковым упрочнением свободными шариками (УЗУ) и термопластическим упрочнением (ТПУ), в результате которых исследованы процесс релаксации остаточных напряжений и изменение усталостной прочности во время наработки:

- после десяти тысяч часов наработки остаточные напряжения, сформированные УЗУ, практически полностью релаксировали, а остаточные напряжения, сформированные ТПУ, релаксировали на 25 %;

- первоначальное повышение предела выносливости лопаток, обработанных ТПУ по сравнению с УЗУ, составило около 22%. После 10 тыс. часов наработки разница достигла приблизительно 50 %.

4. Разработана и внедрена более эффективная технология ремонта рабочих лопаток первой ступени агрегата ГТК-10 с использованием термопластического упрочнения, учетом технологической наследственности остаточных напряжений и их релаксационной стойкости в процессе эксплуатации.

5. Увеличена долговечность рабочих лопаток агрегата ГТК-10 на 34 %, достигнут значительный экономический эффект: годовая экономия с одного упрочненного комплекта лопаток составляет 64126 руб.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В издании из перечти ВАК

1. Кротинов Н.Б., Круцило В.Г., Карпов A.B. Формирование устойчивого напряженно-деформированного состояния поверхностной упрочняющей обработкой и прогнозирование процесса его релаксации // У проч. технол. и покр. - 2007.-т. ~ С. 21-36.

В других изданиях

2. Скачков А.Н., Кротинов Н.Б., Никишов О.В. Производство изделий машиностроения: упрочнение охлаждаемых лопаток // Механика и процессы управления: Тез. докл. Тр. XXXI Уральского семинара. - Екатеринбург, 2001. - С. 232-237.

3. Карпов A.B., Кротинов Н.Б. Установка для термопластического упрочнения лопаток газоперекачивающих агрегатов ГТК-10-4 // Высокие технологии в машиностроении: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. - Самара: СамГТУ, 2002.-С. 38-40.

4. Кротинов Н.Б., Никишов О.В. Исследование предела выносливости при различных схемах упрочнения образцов из сплава ЖС6У // Высокие технологии в машиностроении: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. - Самара: СамГТУ, 2002. - С. 45-47.

5. Кротинов Н.Б. Финишная обработка охлаждаемых алитированных лопаток авиационных двигателей // Аэрокосмические технологии и образование на рубеже веков: Тез. докл. Всеросс. науч.-техн. конф. - Рыбинск: РГА-ТА, 2002.-4.1.-С. 91-92.

6. Кротинов Н.Б., Никишов О.В. Особенности формирования остаточных напряжений при термопластическом упрочнении лопаток ГТД с покрытиями // Молодые ученые Волго-Уральского региона на рубеже веков: Тез. докл. юбил. конф. - Уфа: ПермГУ, 2001. - Т. 2. - С. 29-30.

7. Скачков А.Н., Кротинов Н.Б., Никишов О.В. Технология упрочнения ответственных деталей газотурбинных двигателей // Современные технологии в машиностроении: Тез. докл. Пятой всеросс. науч.-практ. конф. - Пенза: ПГУ, 2002. - С. 135-137.

8. Кротинов Н.Б. Релаксационная стойкость остаточных напряжений лопаток газотурбинных двигателей при рабочих нагрузках // Высокие технологии в машиностроении: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. - Самара: СамГТУ, 2004. - С. 68-69.

9. Саушкин М.Н., Кротинов Н.Б., Просвиркина H.A. Моделирование процесса релаксации остаточных напряжений в зависимости от технологии упрочнения изделия (цилиндрический образец) // Математическое моделиро-

вание и краевые задачи: Тез. докл. Второй всеросс. науч. конф. - Самара: СамГТУ, 2005. -Ч. 1. - С. 267-269.

10. Карпов A.B., Кротииов Н.Б. Металлографический анализ структуры образцов из сплава ЭИ 598 после усталостных испытаний с термоупрочнением и без термоупрочнения // Высокие технологии в машиностроении: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. - Самара: СамГТУ, 2005. - С. 48-49.

11. Кротинов Н.Б., Карпов A.B. Технологичность и качество методов поверхностного упрочнения // Высокие технологии в машиностроении: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. - Самара: СамГТУ, 2005. - С. 74.

12. Круцило В.Г., Кротинов Н.Б. Исследование процесса релаксации остаточных напряжений в зависимости от напряженно-деформированного состояния // Высокие технологии в машиностроении: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. - Самара: СамГТУ, 2005. - С. 77-78.

13. Кротинов Н.Б., Круцило В.Г., Карпов A.B. Теоретическое и экспе-рименталъное исследование процесса релаксации остаточных напряжений в зависимости от способа упрочняющей обработки // Высокие технологии в машиностроении: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. - Самара: СамГТУ, 2006.-С. 185-188.

14. Карпов A.B., Круцило В.Г., Кротинов Н.Б. Формирование остаточных напряжений в поверхностном слое // Высокие технологии в машиностроении: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. - Самара: СамГТУ, 2006. -С. 159-168.

15. Карпов A.B., Кротинов Н.Б. Особенности ТПУ при односторонней схеме охлаждения изделий ГТА // Высокие технологии в машиностроении: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. - Самара: СамГТУ, 2008. - С. 140142.

16. Кротинов Н.Б., Карпов A.B. Прогнозирование процесса релаксации остаточных напряжений в зависимости от технологии упрочнения П Высокие технологии в машиностроении: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. - Самара: СамГТУ, 2008. - С. 29-30.

17. Кротинов Н.Б., Папчихин С.А., Костенов A.A. Способ термопластического упрочнения деталей: Заявка на патент №2008130149 от 28 июля 2008 г.

Крогинов Николай Борисович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ РЕМОНТНЫХ ЛОПАТОК ГАЗОТУРБИННОГО КОМПЛЕКСА НА ОСНОВЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РЕЛАКСАЦИОННОЙ СТОЙКОСТИ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Редактор Е.С. Захарова Верстка И. А. Морозова

Подписано в печать 20.08.2008. Формат 60x84 1/32. Бумага офсетная. Усл. п.л. 1,39. Уч.-изд. л. 1,27. Тираж 100 экз.

Отпечатано на ризографе. Самарский государственный технический университет. Отдел типографии и оперативной полиграфии. 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244

Введение.

1. Анализ литературных источников.

1.1. Методы упрочнения поверхностного слоя.

1.1.1. Ультразвуковое упрочнение свободными шариками.

1.1.2. Термопластическое упрочнение.

1.2. Усталостная прочность и качество поверхностного слоя.

1.3. Факторы, влияющие на формирование и релаксацию остаточных напряжений.-.

1.4. Методы определения напряженно-деформированного состояния и параметров процесса релаксации остаточных напряжений.

1.4.1. Методы определения напряженно-деформированного состояния.

1.4.2. Методы определения параметров процесса релаксации остаточных напряжений.

2. Расчет кинетики напряженно-деформированного состояния в поверхностно упрочненном слое цилиидрического изделия в условиях ползучести.

2.1. Методика определения напряженно-деформированного состояния в поверхностно упрочненном слое цилиндрического изделия

2.2. Методика расчета параметров процесса релаксации напряжений в поверхностно упрочненном слое цилиндрического изделия при ползучести с учетом предварительной деформации.

Выводы по разделу.

3. Объект, методика и оборудование экспериментальных исследований.

3.1. Состав и свойства исследуемых материалов.

3.2. Основные операции технологического процесса ремонта лопаток.

3.3. Установка для термопластического упрочнения лопаток.

3.4. Методика и оборудование экспериментального исследования остаточных напряжений.

3.5. Методика и оборудование экспериментального исследования усталостной прочности.

Выводы по разделу.

4. Результаты экспериментальных исследований и внедрение в производство.

4.1. Результаты экспериментальных исследований параметров процесса релаксации остаточных напряжений и усталостной прочности.

4.2. Опытно-промышленная проверка и внедрение результатов исследований.

Выводы по разделу.

В современной газовой промышленности все большее внимание уделяется продлению ресурса парка газоперекачивающих агрегатов (ГПА), устанавливаемых на компрессорные станции (КС). Значительную часть ГПА составляют агрегаты типа ГТК, имеющие значительную наработку и эксплуатирующиеся в режиме полной нагрузки. Достаточно остро стоит на сегодняшний день проблема износа лопаточного аппарата, как одного из важнейших рабочих органов ГТК. Лопатки ГТК в процессе длительной эксплуатации претерпевают широкий спектр нагрузок, как температурных, так и механических.

Для продления ресурса широко используются различные способы упрочнения поверхностного слоя, в частности такие прогрессивные, как ультразвуковое упрочнение свободными шариками (УЗУ) и термопластическое упрочнение (ТПУ), позволяющие значительно увеличить долговечность работы различных деталей, в том числе и таких ответственных, как лопатки газотурбинного комплекса.

Противостоять циклическим нагрузкам позволяют остаточные ' напряжения сжатия, сформированные упрочняющей обработкой, обеспечивая, тем самым, высокий ресурс работы детали. Однако в процессе наработки происходит уменьшение исходного уровня остаточных напряжений, то есть наблюдается явление релаксации (ослабления), что неизбежно влечет за собой и снижение исходного уровня долговечности. Уменьшить негативное влияние релаксации можно следующим образом:

- подобрать такой способ и режим упрочнения, который сформирует более устойчивое к процессу релаксации напряженно-деформированное состояние;

- заранее прогнозировать срок снижения остаточных напряжений до критического уровня, после которого необходимо производить повторное упрочнение. Следовательно, формировать устойчивое напряженно-деформированное состояние и прогнозировать процесс его релаксации является актуальной задачей.

Цель работы: повышение долговечности рабочих лопаток ГТК путем использования рационального способа и режима упрочнения поверхностного слоя на основе обеспечения релаксационной стойкости остаточных напряжений.

Научная новизна выполненной работы заключается в следующем.

Впервые создана математическая модель и компьютерная программа, позволяющие рассчитать параметры процесса релаксации остаточных напряжений на основе ползучести с учетом пластических деформаций, сформированных упрочняющей обработкой. На базе математической модели разработан алгоритм выбора рационального способа и режима поверхностного упрочнения.

Основные положения, выносимые на защиту:

- разработанная математическая модель позволила смоделировать процесс релаксации остаточных напряжений, сформированных ультразвуковым упрочнением свободными шариками и термопластическим упрочнением в рабочих лопатках первой ступени агрегата ГТК-10;

- предлагаемый алгоритм дает возможность осуществлять выбор рационального способа и режима поверхностного упрочнения исходя из критерия релаксационной стойкости остаточных напряжений, формируемых упрочняющей обработкой;

- результаты натурных (в составе изделия) испытаний рабочих лопаток первой ступени агрегата ГТК-10, подвергнутых ультразвуковому упрочнению свободными шариками и термопластическому упрочнению, позволили определить параметры процесса релаксации остаточных напряжений и изменение усталостной прочности во время наработки;

- созданная технология ремонта рабочих лопаток агрегата ГТК-10 обеспечивает высокую эффективность поверхностного упрочнения.

Выводы по работе

1. Разработана модель, компьютерная программа и рассчитаны параметры процесса релаксации остаточных напряжений с учетом предварительной пластической деформации лопаток, упрочненных ультразвуковым и термопластическим методами.

2. Разработан алгоритм выбора рационального способа и режима упрочнения поверхностного слоя, исходя из критерия релаксационной стойкости остаточных напряжений, формируемых упрочняющей обработкой.

3. Показано, что лопатку необходимо полировать вдоль пера и затем осуществлять отжиг. Это обеспечит более благоприятные рельеф поверхности и наследственность технологических остаточных напряжений перед упрочняющей обработкой.

4. Осуществлен замер до, и после термопластического упрочнения, в результате чего установлено, что этот процесс не изменяет ни микро, ни макро геометрических параметров рабочих лопаток первой ступени агрегата ГТК-10.

5. Проведены натурные (в составе изделия) испытания рабочих лопаток первой ступени агрегата ГТК-10, обработанных ультразвуковым упрочнением свободными шариками и термопластическим упрочнением, в результате которых исследованы процесс релаксации остаточных напряжений и изменение усталостной прочности во время наработки: после десяти тысяч часов наработки остаточные напряжения, сформированные УЗУ, практически полностью релаксировали, а остаточные напряжения, сформированные ТПУ, релаксировали на 25 %;

- первоначальное повышение предела выносливости лопаток, обработанных ТПУ по сравнению с УЗУ, составило около 22%. После 10 тыс. часов наработки разница достигла приблизительно 50 %.

6. Разработана и внедрена более эффективная технология ремонта рабочих лопаток первой ступени агрегата ГТК-10 с использованием термопластического упрочнения, учетом технологической наследственности остаточных напряжений и их релаксационной стойкости в процессе эксплуатации.

7. Увеличена долговечность рабочих лопаток агрегата ГТК-10 на 34 %, достигнут значительный экономический эффект: годовая экономия с одного упрочненного комплекта лопаток составляет 64126 руб.

1. Александров М.К. Исследование процесса ультразвукового упрочнения титановых сплавов: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Куйбышев, 1975. -20 с.

2. Анисимов В.Н. Определение остаточных напряжений с помощью срезов поверхностного слоя // Математическое моделирование и краевые задачи: Тр. девятой межв. конф., Ч. 1. -Самара: СамГТУ, 1999.-С. 11-13.

3. Архипов А.Н., Темис Ю.М. Исследование остаточных напряжений в конструкциях сложной формы методом конечных элементов // Проблемы прочности. -1980. №7. -С. 81-84.

4. Астафьев В.И., Радаев Ю.Н., Степанова JI.B. Задача о разгрузке трещины Дагдейла // Вестник СамГТУ. -1997. №4. -С.103-114.

5. Балтер М.А. Влияние структуры стали на ее усталостную прочность после поверхностного пластического деформирования // Исследование по упрочнению деталей машин/ Под ред. И.В. Кудрявцева. -М.: Машиностроение, 1972. -С. 226-236.

6. Балтер М.А. Упрочнение деталей машин. -М.: Машиностроение, 1978. -181"с.

7. Балтер М.А., Туровский M.JI. Технология поверхностного наклепа высоконагруженных деталей // Повышение прочности и долговечности деталей машин поверхностным пластическим деформированием: Сб. науч. тр. -М.: НИИИНФОРМТЯЖМАШ. -1970. №12-70-2. -С. 45-48.

8. Барвинок В.А., Вишняков М.А., Курбатов В.П. Влияние качества поверхности на эксплуатационные характеристики деталей ГТД. -Самара: Самар. науч. центр РАН, 2003. -148 с.

9. Белозеров В.В., Махатилова А.И., Туровский М.Л., Шифрин И.М. Повышение сопротивления усталости высокопрочной стали методами объемной и поверхностной обработки // Металловед, и терм, обраб. мет. -1986. №8. -С.25-28.

10. Беттеридж У. Жаропрочные сплавы типа нимоник / Пер. с англ. Под ред. Ф.Ф. Химушина. -М.: Металлургиздат, 1961.-382 с.

11. Биргер М.А., Демьянушко М.В., Темис Ю.М. Долговечность термонапряженных элементов машин // Проблемы прочности. -1975. № 12. -С. 9-16.

12. Биргер М.А. Остаточные напряжения. —М.: Машиностроение, 1963. -232 с.

13. Бляшко Я.И., Волосатов В.А., Бавельский Д.М., Богорадовский Г.И., Вероман В.Ю., Иванов А.В.Повышение усталостной прочности лопаток стационарных ГТД методом ультразвукового упрочнения шариками // Проблемы прочности.-1980. N7. -С. 112-115.

14. Бойцов В.Б., Скрипкин Д.Э., Чернявский А.О. Расчетный анализ образования остаточных напряжений при виброупрочнении // Динамика, прочность и износостойкость машин. -1998. -Вып. 5 -С. 69-72.

15. Бойцов Ю.П. Исследование процесса упрочнения поверхности пластическим деформированием тяжелонагруженных деталей горных машин // Записки Ленингр. горн, ин-та. -1986. №108. -С.87-90.

16. Бордаков С.А. Разработка методов расчета остаточных напряжений и сопротивления усталости в неоднородном поверхностном слое элементов конструкций: Автореф. дисс. . д-ра техн. наук. Самара. 2000. -37 с.

17. Борздыка A.M., Гецов Л.Б. Релаксация напряжений в металлах и сплавах. -М.: Металлургия, 1978. -256 с.

18. Борздыка A.M. Методы горячих испытаний металлов. -М.: Металлургия, 1962. -488 с.

19. Вакуленко Л.Я., Евстигнеев М.И. и др. Влияние деформационного упрочнения на усталостную прочность лопаток ротора компрессора РД // Авиационная промышленность. -1973. №12. -С. 20-22.

20. Винокуров В.А. Отпуск сварных конструкций для снижения напряжений. -М.: Машиностроение, 1973. -215 с.

21. Вишняков М.А. Разработка метода термопластического упрочнения с целью повышения эксплуатационных свойств деталей ГТД из титановых сплавов: Дис. . канд. техн. наук. Куйбышев. 1983. -195 с.

22. Гецов Л.Б. Детали газовых турбин (материалы и прочность). -Л.: Машиностроение, 1982. -296 с.

23. Кузнецов Н.Д. Технологические методы повышения надежности деталей машин: Справочник. -М.: Машиностроение, 1993, 304 с.

24. Богуслаев В.А., Яценко В.К., Притченко В.Ф. Технологическое обеспечение и прогнозирование несущей способности деталей ГТД. -К.: Манускрипт, 1993. -333 с.

25. Гецов Л.Б. Материалы и прочность деталей газовых турбин. -JL: Машиностроение, 1973. -296 с.

26. ГинцбургЯ.С. Ограниченная ползучесть деталей машин. JL: Машиностроение, 1968. -183 с.

27. Гликман Л.А., Тэхт В.П. Влияние температуры и продолжительности нагрева на снятие остаточных напряжений в аустенитной стали // Котлотурбостроение. -1948. №2. -С. 12-16.

28. Горелов В.В. Исследование термопластического упрочнения как метода повышения прочности деталей ГТД: Дис. . канд. техн. наук. Куйбышев. 1980. -210 с.

29. Гринченко И.Г. Упрочнение деталей из жаропрочных и титановых сплавов. -М.: Машиностроение, 1971. -120 с.

30. Гринченко М.В., Полоскин Ю.В., Макаровский H.JT. Определение окружных остаточных напряжений в местах конструктивного концентратора // Заводская лаборатория. -1972. №7. -С. 868-871.

31. Гуляев А.П. Металловедение. -М.: Металлургия, 1986. -540 с.

32. Егоров В.И., Митряев К.Ф., Краморовский Б.И. Релаксация остаточных напряжений в жаропрочных сталях и сплавах // Исследование обрабатываемости жаропрочных и титановых сплавов. -Куйбышев: КуАИ, 1978. -С. 90-96.

33. Иванов С.И., Павлов В.Ф. Влияние остаточных напряжений и наклепа на усталостную прочность // Проблемы прочности. -1976. №6. -С. 25-27.

34. Иванов С.И., Павлов В.Ф., Столяров А.К. Остаточные напряжения и сопротивление усталости деталей с короткими зонами упрочнения // Проблемы прочности. -1989. №10. -С. 123-125.

35. Иванов С.И., Шатунов С.П., Павлов В.Ф. Влияние остаточных напряжений на выносливость образцов с надрезом // Вопросы прочности элементов авиационных конструкций. -Куйбышев: КуАИ, 1974. -С. 78-85.

36. Иванов С.И., Фрейлин Э.И. Остаточные напряжения и усталостная прочность резьбовых соединений // Исследование, конструирование и расчет резьбовых соединений: Сб. научн. раб. -Куйбышев: КуАИ, 1983. -С. 8-12.

37. Ильин А.В., Леонов В.П., Хвалынский В.П. Влияние остаточных напряжений от сборки и сварки монтажных стыков на циклическую прочность корпусных конструкций // Судостроение. -1999. № 5 -С. 34-41.

38. Кадашевич Ю.И., Мосолов А.Б. Эндохронные теории пластичности: основные положения, перспективы развития // Известия АН СССР. МТТ. -1989. № 1.-С. 161-168.

39. Карпов А.В., Кротинов Н.Б. Установка для термопластического упрочнения лопаток газоперекачивающих агрегатов ГТК-10-4 // Высокие технологии в машиностроении: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. -Самара: СамГТУ, 2002. -С. 38^10.

40. Качанов Л.М. Теория ползучести. -М.: Физматгиз, 1960. -455 с.

41. Кобрин М.М. Прочность прессовых соединений при повторно-переменной нагрузке. -М.: Машгиз, 1954. -325 с.

42. Козлов Л.А. Влияние базы испытаний на сопротивление усталости жаропрочных сплавов // Прочность при повышенной температуре. -М.: Оборонгиз, 1957.-Вып. 2.-С. 15-17.

43. Колотникова О.В. Исследование полей остаточных напряжений при поверхностном упрочнении цилиндрических изделий // Прочность и долговечность элементов конструкций. -Куйбышев: КПтИ, 1983. -С.88-97.

44. Костина Г.Н. Исследование и разработка метода повышения эксплуатационных характеристик деталей ГТД: Дис. . канд. техн. наук. Куйбышев. 1978.-212 с.

45. Кравченко Б.А. Силы, остаточные напряжения и трение при резании металлов. Куйбышев: Книжное издательство, 1962. -178 с.

46. Кравченко Б.А., Гутман Г.Н., Костина Г.Н. Формирование остаточных напряжений при термоупрочнении деталей ГТД // Проблемы прочности. -1978. №5. -С. 12-15.

47. Кравченко Б.А., Круцило В.Г. Влияние напряженно-деформированного состояния поверхностного слоя на долговечность деталей газотурбинных двигателей // Вестник СамГТУ. -1998. -Вып.5. -С. 71-77.

48. Кравченко Б.А., Круцило В.Г., Гутман Г.Н. Термопластическое упрочнение резерв повышения прочности и надежности деталей машин. -Самара.: СамГТУ, 2000. -216 с.

49. Кравченко Б.А., Митряев К.Ф. Обработка и выносливость жаропрочных материалов. -Куйбышев: КПтИ, 1968. -132 с.

50. Кравченко Б.А., Трофимов Н.Г., Костина Г.Н. и др. Регулирование напряженного состояния внутренней полости охлаждаемых лопаток // Проблемы прочности. -1980. №11. -С. 63-67.

51. Красновский И.Ю., Нехотяев В.В., Филиппов Е.Б. Определение остаточных напряжений методом идентификации: Тез. докл. Тр. 17-ой Междунар. конф. по теории оболочек и пластин. Т. 2. -Казань, 1996. -С. 146-151.

52. Кротинов Н.Б. Круцило В.Г., Карпов А.В. Формирование устойчивого напряженно-деформированного состояния поверхностной упрочняющей обработкой и прогнозирование процесса его релаксации // Упроч. технол. и покр.- 2007. №8. -С. 21-36.

53. Кротинов Н.Б., Карпов А.В. Технологичность и качество методов поверхностного упрочнения: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф.: Высокие технологии в машиностроении. -Самара: СамГТУ, 2005. -С. 74-75.

54. Круцило В.Г. Особенности процессов абразивной обработки лопаток газотурбинных двигателей // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы. Шлифабразив 2004: Сбор, статей междунар. н/т конф. Волгоград, Волжский, 2004. -С. 166-169.

55. Круцило В.Г., Кротинов Н.Б. Исследование процесса релаксации остаточных напряжений в зависимости от напряженно-деформированного состояния // Высокие технологии в машиностроении: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. -Самара: СамГТУ, 2005. -С. 77-78.

56. Кудрявцев И.В. Внутренние напряжения как резерв прочности в машиностроении. -М.: Машгиз, 1951. -278 с.

57. Кудрявцев И.В. Повышение прочности и долговечности деталей машин. — М.: Машиностроение, 1969. -196 с.

58. Кудрявцев Ю.Ф., Гуща О.И. Некоторые закономерности изменения остаточных напряжений в зависимости от их начального уровня и концентрации напряжений //Проблемы прочности. -1986. № 11. -С. 32-38.

59. Курицын В.Н. Поверхностное пластическое деформирование микрошариками, как метод технологического обеспечения качества поверхностного слоя деталей ГТД из литейного сплава: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Куйбышев, 1980. -20 с.

60. Мавлютов P.P., Мардимасова Т.Н., Куликов B.C. Остаточные напряжения и деформации при упрочнении отверстий // Прочность конструкций. -Уфа: Уфим. гос. авиац. техн. ун-т, 1996. -С. 90-97.

61. Манасевич Л.Д. Физические основы напряженного состояния и прочности металлов. -М.: Машгиз, 1962. -200 с.

62. Марочник сталей и сплавов/ М.М. Колосков, Е.Т. Долбенко, Ю.В. Каширский и др.; Под общей ред. А.С. Зубченко. М.: Машиностроение, 2001. -672 с.

63. Маталин А.А. Технологические методы повышения долговечности деталей машин. -Киев: Техника, 1971. -144 с.

64. Мещанинова Г.П. Влияние остаточных напряжений в никелевых сплавах на сопротивление усталости при повышенных температурах // Остаточные напряжения и несущая способность деталей машин: Материалы всесоюз. нау.-техн. конф. -Харьков, 1969. -С. 74-75.

65. Мосолов А.Б. Эндохронная теория пластичности. -М.: Институт проблем механики АН СССР, 1988. -44 с.

66. Никитенко А.Ф. Ползучесть и длительная прочность металлических материалов. -Новосибирск: Институт гидродинамики СО РАН-НГАСУ, 1997. -280 с.

67. Одинг И.А. Допустимые напряжения в машиностроении и циклическая прочность металлов. -М.: Машгиз, 1962. -282 с.

68. Остаточные напряжения: Учебное пособие для машиностроительных специальностей вузов/ Ж.А. Мрочек, С.С. Макаревич, JLM. Кожуро и др. / Под ред. С.С. Макаревича,- Мн.: УП "Технопринт", 2003. -316 с.

69. Павлов В.Ф. Влияние на предел выносливости величины и распределения остаточных напряжений в поверхностном слое детали с концентратором. Сообщение I. Сплошные детали // Известия вузов. Машиностроение. -1988. №8. -С. 22-26.

70. Павлов В.Ф. Влияние на предел выносливости величины и распределения остаточных напряжений в поверхностном слое детали с концентратором. Сообщение II. Полые детали // Известия вузов. Машиностроение. -1988. №12. -С. 37-40.

71. Павлов В.Ф. Влияние характера распределения остаточных напряжений по толщине поверхностного слоя детали на сопротивление усталости // Известия вузов. Машиностроение. -1988. №7. -С. 3-6.

72. Павлов В.Ф., Столяров А.К., Павлович Л.И. Исследование остаточных напряжений в резьбе болтов по первоначальным деформациям // Проблемы прочности. -1987. №5 -СЛ17-119.

73. Папшев Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием. -М.: Машиностроение, 1978. -152 с.

74. Патент № 2171857 от 10 августа 2001 г. Б.А. Кравченко, В.Г. Круцило и др. Способ восстановления циклической прочности деталей газотурбинных двигателей из жаропрочных сплавов на основе никеля.

75. Патент № 2170272 от 10 июля 2001 г. Б.А. Кравченко, В.Г. Круцило и др. Установка для термопластического упрочнения лопаток.

76. Подзей А.В., Сулима А.Н., Евстигнеев М.И. Технологические остаточные напряжения. -М.: Машиностроение, 1973. -216 с.

77. Полоскин Ю.В. Поверхностное упрочнение деталей, работающих при повышенных температурах // Повышение эксплуатационных свойств деталей ГТД: Сб. -М.: МДНТП, 1977, ч.2. -С. 54-59.

78. Радченко В.П., Кичаев Е.К. Феноменологическая модель и критерий разрушения металлов при одноосном напряженном состоянии// Проблемы прочности. -1991. № 11. -С. 13-19.

79. Радченко В.П., Кубышкина С.Н. Математическая модель реологического деформирования и разрушения толстостенной трубы // Вестник СамГТУ, Сер.: Физ.-мат. науки. -Вып. 6. -Самара: СамГТУ, 1998. С. 23-34.

80. Радченко В.П. Математическая модель неупругого деформирования и разрушения металлов при ползучести энергетического типа // Вестник СамГТУ, Сер.: Физ.-мат. науки. -Вып.4. -Самара: СамГТУ, 1996. С. 43-63.

81. Радченко В.П., Саушкин М.Н. Математическое моделирование кинетики остаточных напряжений в поверхностно-упрочненном слое конструкций // Математическое моделирование: Тр. межд. конф. Самара, 2001, с.40-41.

82. Радченко В.П., Саушкин М.Н. Ползучесть и релаксация остаточных напряжений в упрочненных конструкциях. -М.: Машиностроение-1, 2005. -226 с.

83. Радченко В.П., Саушкин М.Н. Расчет напряженно-деформированного состояния в поверхностно-упрочненном слое сферической оболочки при ползучести //Математическое моделирование и краевые задачи: Тр. 11-ой межв. конф. 4.1. -Самара: СамГТУ, 2001. -С. 140-151.

84. Радченко В.П. Энергетический вариант одноосной теории ползучести и длительной прочности // ПМТФ. -1991. № 4. -С. 172-179.

85. Ратнер С.И. Разрушение при повторных нагрузках. -М.: Оборонгиз, 1959.352 с.

86. Розенберг В.М. Ползучесть металлов. -М.: Металлургия, 1967. -227 с.

87. Саверин М.М. Дробеструйный наклеп. -М.: Машгиз, 1955. -168 с.

88. Самарин Ю.П. Об изменении во времени коэффициента Пуассона при ползучести //Механика: Сб. научн. тр. -Вып. 8. -Куйбышев: КПтИ, 1975. -С. 38-51.

89. Свойства сталей и сплавов, применяемых в котлотурбостроении. Часть третья/ Л.Я. Либерман, М.И. Пейсихис; Под ред. А.В. Станюковича. Л.: ЦНИ и ПККИ им. И.И. Ползунова, 1967. -353 с.

90. Серебряков В.И. Формирование остаточных напряжений при единичном ударе // Пробл. повыш. качества, надеж, и долговеч. деталей машин и инструм. Брянск: Брян. ин-т трансп. машиностр., 1992. -С. 68-72.

91. Серенсен С.В. Качество поверхности стальных деталей и их сопротивление усталости: Сб. Вопросы машиноведения. -М.: АН СССР, 1950. -408 с.

92. Скрипняк В.П., Парватова Е.Г. Проявление деформационного упрочнения металлов во фронте ударных волн // Мех. деформ. тверд, тела / НИИ прикл. мат. и мех. -Томск: Том. гос. ун-т, 1992. -С. 75-81.

93. Справочник по специальным функциям / Пер. с англ. Под ред. М. Абромовица и И. Стигана. -М.: Наука, 1979. -832 с.

94. Сулима A.M., Евстигнеев М.И. Качество поверхностного слоя и усталостная прочность деталей из жаропрочных и титановых сплавов. -М.: Машиностроение, 1974. -256 с.

95. Сулима A.M., Евстигнеев М.И. Новый механотермический метод упрочнения поверхностного слоя лопаток ГТД // Авиационная промышленность. -1976. №4. -С. 38-43.

96. Сулима A.M., Евстигнеев М.И. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей ГТД. —М.: Машиностроение, 1980. -240 с.

97. Сулима A.M., Шулов В.А., Ягодкин Ю.Д. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин. —М.: Машиностроение, 1988. -240 с.

98. Технология изготовления основных деталей газотурбинных двигателей: Учебное пособие / Ф.И. Демин, Н.Д. Проничев, И.Л. Шитарев / Под ред. Ф.И. Демина. -М.: Машиностроение, 2002. -328 с.

99. Трофимов Н.Г., Кравченко Б.А., Крамаровский В.И. Повышение прочности и надежности лопаток турбин термопластическими методами упрочнения // Прблемы прочности. -1978. №8. -С. 120-125.

100. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием: Справочник/ Под ред. Л.Г. Одинцова. -М.: Машиностроение, 1987.-327 с.

101. Усталость металлов: Сб. статей/ Под ред. Г.В. Ужика. -М.: Изд. иностр. лит., 1961. -585 с.

102. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов // В двух частях. "Часть 1. Деформация и разрушение. / Изд. 3-е, переработ, и дополнен. -М.: Машиностроение, 1974г. 472с.

103. Химушин Ф.Ф. Жаропрочные стали и сплавы. -М.: Металлургия, 1969;

104. Хоргер О., Нейферт Г. Влияние остаточных напряжений на усталостную прочность деталей машин // Сб.: Остаточные напряжения. -М.: Изд. иностр. лит., 1957.-С. 57-59.

105. Чепа П.А. Анализ процесса формирования остаточных напряжений при упрочнении деталей поверхностным деформированием // Проблемы прочности. -1980. №11. -С.100-104.

106. Чершышев Г.Н., Попов А.Л., Козинцев В.М., Пономарев И.И. Остаточные напряжения в деформируемых твердых телах. -М.: Физматлит, 1996. -240 с.

107. Шапарин А.А. Алгоритм расчета остаточных напряжений при ППД обкатыванием // Рукопись деп. в ВИНИТИ 20.06.97., №2061-В97. -25 с.

108. Шпунт К.Я., Сидоров В.В. Высокожаропрочный литейный сплав на никелевой основе марки ЖС6Ф // Конструкционные и жаропрочные материалы для новой техники./ Под ред. Жаворонкова Н.М. -М.: Наука, 1978. -С. 31-35.

109. Шухов Ф.В., Балашов Б.Ф. и др. Исследование повреждаемости слоя рабочих лопаток турбины из сплава ЖС6КП // Авиационная промышленность. -1974. №11. -С. 16-18.

110. Ajovalasit A., Petrucci G., Zuccarello В. Determination of nonuniform residual stresses using the ring-core method// Trans. ASME. J. Eng. Mater, and Technol., 1996, V.l 18, No.2, P. 224-228.

111. Becker R., Karabin M.E., Liu J.C., Smelser R.E. Distortion and residal Stress in quenched aluminum bars// Trans. ASME. J. Appl. Mech., 1996, V.63, No.3, P. 699-705.

112. Besserdich G., Scholtes В., MullerH., Mochrauch E. Consequences of trasformation plasticity on the development of residual stresse and distortions during martensitic hardening of SAE4140 steel cylinders// Steel Res., 1994, V.65, No.l P.41-46.

113. Cheng W., Finnic T. Examination of the computational model for the layer-removal method for residual stress measurement// Exp. Mech., 1986, No.2, P. 150-154.

114. Gambin W. Estimation of residual stresses in metal surface layers after the roller burnishing process// Mech. teor. i stosow, 1997, V. 35, No.l, P.43-55.

115. Gambin W. Plastic analysis of metal surface layers undergoing the roller burnishing process// Eng. Trans., 1996, V.44, No.3-4, P.471-481.

116. Kang К .J., Seol S.Y. Measurement of residual stresses in a circular ring using the successive cracking methpd// Trans. ASME. J. Eng. Mater, and Technol., 1996, V.l 18, No.2, P. 217-223.

117. Khadraouti M., Cao W., Castex L., Guedou J.Y. Experimental investigations and modelling of relaxation behaviour of shot peening residual stresses at high temperature for nickel base superalloys//Mater. Sci. and Technol., 1997, V.13, No.4, P. 360-367.

118. Makino A., Nelson D.V. Determination of sub-surface distributions of residual stresses by a holographic-hole drilling techique// Trans. ASME. J. Eng. Mater, and Technol., 1997, V.l 19, No.l, P. 95-103.

119. Makino A., Nelson D.V., Fuchs E.A., Williams D.R. Determination of biaxial residual stresses by a holographic-hole drilling techique// Trans. ASME. J. Eng. Mater, and Technol., 1996, V.118,No.4, P. 583-588.

120. Mittal S., Liu C.R. A method of modeling residual stresses in superfinish hard turning//Wear, 1998,No.218, P.21-33.

121. Radayev Y.N, StepanovaL.V. On the effect of the residual stresses on the crack opening displacement in a cracked sheet// Int. J. of Fract., 2001, V.107, P. 329-360.

122. Schajer G.S., Altus E. Stress Calculation error analysis for incremental hole-drilling residual stress measuremets// Trans. ASME. J. Eng. Mater, and Technol., 1996, V.118, No.l, P. 120-126.

123. Vandi Dario Residual stress evalution by the hole-drilling method with off-center hole: An extension of the integral method// Trans. ASME. J. Eng. Mater, and Technol, 1997, V.l 19, No.l, P. 79-85.

124. Wern H. A new approach to triaxial residual stress evaluation by the hole drilling method// Strain, 1997, V.33, No.4, P. 121-125.

125. Wern H., Gavelius R., Sclafer D. A new method to determine triaxial nonuniform residual stresses from measurements using the hole drilling method// Strain, 1997, V.33, No.2, P. 39-45.