автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Прогнозирование и технологическое обеспечение несущей способности деталей энергетических установок

ЗППОРОЗСКИИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

#

N

На правах рукописи

Зценко Виктор Кузьмич

ИДИ 539.4:621.785.5

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ НСТЯНОВОК

Специальность: 05.02.01 — материаловедение в "машиностроении

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Запорожье. 1996г.

Диссертация есть рукописьл.

Работа выполнена в Запорожском государственном техническом цниверситете.

Официальные оплоненгн; доктор технических наук Ф.Н.Муравченко доктор технических наук Б.Й.Грязнов доктор технических наук, профессор В.В.Иунев

Ведщаа организация: АО "Мотпр-Сич".

Защита состоится 1996 г, в час. на

заседании специализированного ученого совета при Запорожском государственном техническом университете (330063, Запорожье, ул. Яновского, 64).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Университета.

Автореферат разослан'^^^Х^Й'^ЭЗб г.

Ученый секретарь специализированного ученого совета, доктор технических наук, профессор Волчок И.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность проблемы. В свази с непрерывным ростом требова-шй к надежности и долговечности мамин, особенно газотурбинных дви-ателей (ГТД). с уяесточЕниеи условий их работы н ревимов эксплцата-¡ионной нагруяенности, исследования, направленные на повывение и фогноэирование несущей способности деталей, работающих при знакопе-1еменных нагрузках, остаются весьма актуальными.

Реяение этой проблемы требует изучения эксплуатационной нагру-шнности деталей, анализа причин отказов в процессе эксплуатации, ¡акономерностей влияния свойств поверхностного слоя на прочностные ¡арактеристики, а такае создания новых упрочнявших технологий и обо-|Цдованиз.

Несуцая способность наиболее нагруяенных деталей ГТД в значительной мере определяется состоянием поверхностного слоя, который формируется в процессе механической обработки и, в основном, регули->уется поверхностным пластическим деформированием (ППД). На стадии фоектирования и внедрения технологического процесса выбор опти-1альных реяимов и прогнозирование эффективности упрочнения деталей шляется сложной задачей из-за больмого числа эксплуатационных, кон-:труктивных и технологических факторов, влиявцих на их несумув сложность.

В связи с этим, технологическое обеспечение и прогнозирование [есцщей способности деталей ГТД рассматривалось автором с учетом ишяния механических характеристик и структуры материалов, свойств тверхностного слоя, концентрации напряжений, масштабного фактора и |словий работы с применением теории подобия и анализа размерностей.

Цель работы. Разработка математических моделей для оптимизации 1е*имов поверхностного деформационного упрочнения при решении круп-юй народнохозяйственной задачи - обеспечения заданного ресурса 1нергетических установок на базе создания новых технологий и обору-.ования для их реализации.

Научная новизна работы. Впервые проведены комплексные систематизированные исследования по оценке влияния конструктивных и технологических факторов на формирование свойств поверхностного слоя наиболее нагру'енннх деталей (валов, дисков и лопаток) газотурбинных двигателей и их испытания на усталостную и ударнув прочность при моделировании условий эксплуатации.

Остановлены закономерности распределения остаточных напряжений в тонкостенных валах и дисках ГТД ( Ь - 3 мм), подвергнутых поверхностному деформационному упрочнению. Показано, что уровень и характер распределения остаточных сжимавших напряжений, в основном, определялся соотношением пластически- и упругодеформированных слоев металла: отношение глубины наклепанного слоя к толщине стенки детали не должно превышать /Ь) < 0,1.

Впервые с помощью анализа размерностей получено математическое описание процесса поверхностного пластического деформирования и разработана программа для расчета на ЗВИ безразмерных критериев подобия, учитывавчих комплексное влияние повыженных температур, режимов упрочнения, механических характеристик материалов, концентрации напряжений и масмтабного фактора на сопротивление усталости деталей энергетических установок.

Созданы математические модели коэффициентов упрочнения ( - б" /6М) алмазным выглаживанием, обкаткой роликами и обработкой «ариками в ультразвуковом поле, позволявшие управлять формированием свойств поверхностного слоя, оптимизировать режимы и прогнозировать повышение параметров выносливости натурных деталей.

Разработана методика оценки влияния конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов на ударнув прочность лопаток ГТД с моделированием нагрузок, возникающих при их соударении с инородным телом.

Показано, что поверхностное деформационное упрочнение виброгалтовкой практически полностью восстанавливает несущую способность

-галышх лопаток ГТД после длительной наработки и значительно дменьвает рассеяние пределов выносливости, что свидетельствует о стабилизации свойств поверхностного слоя.

Установлено, что ультразвуковое упрочнение, выполняемое после абработки в псевдосжиженном слое абразива (ПСА), межпазовых выступов дисков компрессора из жаропрочных сплавов сопровождается благоприятным изменением элементного состава тонкого поверхностного слоя -цменьжением процентного содержания внедренных в металл абразивных частиц за счет механического разружения вариками и пластической деформации, выдавливавших их на поверхность.

Получена математическая зависимость, позволенная прогнозировать изменение 6Ц при наличии вибрационных нагрузок с учетом механических характеристик материалов, концентрации напряжений и параметров эксплуатационного спектра нагружения деталей ГТД.

Получена зависимость для определения коэффициента К , характеризующего "живучесть" материалов при перегрузках по значениям долго-вечностей разрувенннх образцов, испытанных по методу ступенчатого изменения нагрузок "вверх-вниз".

Практические ценность работы представляет использование полученных результатов применительно к повнаению несущей способности деталей энергетических установок.

Разработанная методика исследования тангенциальных остаточных напряжений на частях колец использована для подтверждения оптимальных режимов деформационного упрочнения полых валов ГТД.

Разработанная методика оценки ударной прочности лопаток компрессора с моделированием условий соударения с инородным телом применена для обоснованного назначения режимов поверхностного пластического деформирования, что значительно повывает вероятность прохождения контрольно-сдаточных испытаний ГТД.

Полученные закономерности формирования остаточных напряжений в тонкостенных валах и дисках ГТД использованы для выбора режимов де-

А

формационного упрочнения, обеспечивающих равнопрсчность наружной и внутренней поверхностей.

Математические модели коэффициентов упрочнения применены для оптимизации реаинов ПЛД валов, дисков и лопаток на стадии внедрения технологического процесса и прогнозирования пределов выносливости. Разработаны программы для ЭВМ и нормативно-технические документы.

Полученные закономерности влияния свойств поверхностного слоя на ударндю и дсталостнув прочность применены при разработке новых упрочнявщих технологий.

Реализация работы. Разработанные методики исследований остаточных напряжений, ударной и усталостной прочности, элементного состава поверхностного слоя, программы для ЭВМ, рекомендации по оптимизации режимов ППД, новые технологии и установки для определения прочностных характеристик и поверхностного деформационного упрочнения применены на предприятиях ЗМКБ "Прогресс"и АО "Мотор Сич". для повыжения несущей способности валов, дисков, лопаток и других деталей двигателей АЙ-20, Д-36, ТВЗ-117 и Д-18Т,

Основные положения, которые выносятся на защиту;

- закономерности формирования тангенциальных и осевых остаточных напряжений по сечению полых валов и дисков, упрочненных алмазным выглаживанием, с учетом толщины стенки и напряженного состояния от предшествующей обработки;

- методика определения тангенциальных остаточных напряжений на частях колец, вырезанных из крупногабаритных валов ГТД, на приборе ПИОН-2;

. - материалы, показывающие, что дополнительное повывение сопротивления усталости деталей ГТД, изготовленных из высоколегированных сталей с сорбитной структурой, можно получить за счет более пол ного использования резерва пластичности, увеличивая силу и уменьжая кратность приложения нагрузки на втором рабочем ходе алмазного выг лаживания;

- материалы исследований, показывающие, что деформационное упрочнение вариками дисков компрессора из сплава ХН73ТВБ после обработки в псевдосжиженном слое абразива сопровождается благоприятным изменением элементного состава тонкого поверхностного слоя - умень-жением количества и размеров внедренных в поверхность межпазсвых выступов абразивных частиц;

- оптимальные режимы и температурные границы эффективного применения деформационного упрочнения деталей ГТД, работащих при повышенных температурах;

- математические модели коэффициентов упрочнения, учитывавшие влияние на изменение сопротивления усталости механических характеристик и структуры материалов, концентрации напряжений и масвтаб-ного фактора, пониженных температур и параметров вибрационных нагрузок, которые позволяют оптимизировать режимы Ш1Д и прогнозировать повыиение несущей способности деталей ГТД (валов, дисков, лопаток и ДР.

- оборудование и технологии для пневмодробеструйной обработки внутренних поверхностей длиномерных валов компрессора, программируемого деформационного упрочнения вариками крупногабаритных лопаток вентилятора и лопаток компрессора с тонкими легко повреждаемыми кромками, позволиляюцее значительно увеличить их несуцув способность;

- методики и оборудование для испытаний круглых образцов на усталость при полигармоническом нагружении и испытаний лопаток компрессора на ударную прочность при моделировании условий соударения с посторонним предметом.

Научная апробация работы. Основные результаты работы докладывались на 1и научно-технической конференции "Циклическая прочность и ее повввение поверхностным пластическим деформированием" /Пермь, 197'!/; I всесоюзной научно-технической конференции "Совер-яенствоЕание процессов финишной обработки в маяиностроении" /Нинск,

в

1975/; научно-технической конференции "Современные технические и технологические методы повышения качества, надежности и долговечности деталей мамин" /Кишинев, 1976/: республиканской научно-технической конференции по "Размерному анализу и статистическим методам регулирования точности технологических процессов" /Запорожье, 1981/; республиканской конференции "Оптимизация технологических процессов механической обработки деталей и сборки приборов"/Киев, 197В/; III зональной научно-технической конференции "Прогрессивные технологические методы механообработки, сборки и обеспечения качества цилиндрических деталей" /Пенза, 1982/; семинаре "Организация и передовая технология ремонта на базах ремонтных предприятий" /Москва, 1982/; республиканской конференции "Прогрессивные технологические процессы и повышение эффективности механической обработки конструкционных труднообрабатываемых и неметаллических материалов" /Днепропетровск, 1983/; всесоюзном совечании "Повымение надежности и долговечности деталей знергооборудования методами газотермичегкого напыления, диффузионного насыщения и лазерной обработки" /Москва. 1985/; всесоиз ной конференции "Новые технологические процессы и оборудование для поверхностной пластической обработки материалов" /Брянск, 1986/; семинаре "Пути улучвеиия качества обработки титановых и жаропрочных сплавов резанием" /Киев, 1977/; научно-технической конференции "По-вывение качества изготовления деталей маиин методами отделочно-упрочняющей обработки" /Пенза, 1991/; республиканской конференции "Прогрессивная технология машиностроения" /Днепропетровск, 1992/; EIGHT INTERNATIONAL CONFERENCE ON FRACTURE I ICF8 J /Киев, 1993/; конференции "Ресурсо- и энергосберегащие технологии" /Одесса, 1994/; III научно-технической конференции "Неметаллические включения и газы в литейных сплавах" /Запорожье, 1994/; III, IU, U, научно-технических конференциях "Новые конструкционные стали и сплавы и методы их обработки для повышения надежности и долговечности изделий" /Запорожье, 1986, 1989, 1992/, PROCEEDINGS OF VI INTERNATIONAL

SC1ENT1FJC CONFERENCE "Seu Structurel Steels and filloys" /Запорожье, 1995/.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 130 печатных работ, в тон числе 2 монографии, 10 авторских свидетельств на изобретения, 1 отраслевой стандарт.

Обьем и структура. Диссертация состоит из введения, вести глав, выводов, списка литературы и приложений. Содержание диссертации изложено на 35? стр., из которых основной текст составляет 240 стр., остальной обьем занимают 106 рис., S1 табл., список литературы из 315 наименований и приложения на 16 стр.

Личный вклад автора. Автором выполнены методические разработки, получено и проанализировано больжинство экспериментальных результатов, сформулированы идеи основных научных результатов и разработаны математические модели, в которых они применены.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во вступлении обоснована актуальность разработанной в диссертации научно-технической проблемы и основные подходы к ее режению. Кратко изложено содержание диссертации определена научная новизна и практическое значение результатов, полученных при выполнении работы.

В первой главе рассмотрены особенности зарождения и развития усталостных трещин в деталях мавин с учетом влияния конструктивных и технологических факторов. Показано, что циклическая пластическая деформация является основным фактором накопления повреждений в металле. Значительное внимание уделено влиянии поверхностного пластического деформирования на кинетику развития усталостной трещины и механизм процесса усталости. ППД предопределяет снижение неоднородности протекания деформаций по микрообьемам, что создает благоприятные условия для более равномерного протекания пластических сдвигов и увеличивает ресурс пластичности материала.

Систематизированы сведения о влиянии наклепа, остаточных напряжений и структуры материалов на изменение сопротивления усталости

в

деталей машин. Обращено вникание на необходимость учета факторов, связанных с дефектностью поверхностного слоя: наличие в не* неметаллических включений технологических и эксплуатационных концентрато ров напря!ений, учета вдианиа геометрических параметров на форииро вание остаточных напряжений.

Рассмотрено влияние вибро- и гидрогалтовки, обкатки роликами алмазного выглаживания, ультразвукового упрочнения шариками на фор мирование свойств поверхностного слоя и сопротивление усталости.

Показана существенно большая упрочняемость мартенситной струк туры по сравнению с сорбитной и трооститной, У стали с мартенситно структурой количество дефектов кристаллической решетки растет с уве личением содержания углерода в твердом растворе и существенный вкла в упрочнение вносит эффект взаимодействия дислокаций с атомами угле рода.

Сопротивление усталости деталей, работавших при высоких темпе ратурах, значительно зависит от глубины и степени наклеПа. Характер но, что для каждой температуры нагрева существует своя определенная степень наклепа, которая обеспечивает минимальнус скорость процес сов разупрочнения. Нет однозначного мнения по эффективности примене ния поверхностного наклепа деталей, работавших при повышенных темпе ратурах.

По определении влияния ППД на сопротивление материалов ударны» нагрузкам в упруго-пластической области до последнего времени нв пс лучено однозначных выводов. До настоящего времени не установле( "вклад" параметров наклепа и остаточных напряжений в изменение уда! ной прочности натурных деталей (лопаток ГТД).

В процессе эксплуатации детали газотурбинных двигателей подве] гаются воздействии вибрационных нагрузок, вызванных пуском и остат вом, изменением рабочего режима и влиянием других факторов. Отече! твенными и зарубежными учеными предлошен ряд теоретических завис! мостей, давщих качественную оценку влияния вибрационных нагрузок н.

опротивление усталости (долговечность), но не позволяет учесть из-енение предела выносливости деталей ГТД.

Для прогнозирования эффективности ППД и выбора оптимальных ре-имов упрочнения все более вирокое применение получает аналитичес-ие методы, базирующиеся на обширном экспериментальном материале.

Отсутствуют работа и математические зависимости по оптимизации ежимов с учетом всех факторов, влияющих на формирование свойстр.по-ерхностного слоя, и прогнозировании эффективности упрочнения на тадии разработки технологического процесса. , ^

Вторая глава содержит методические разработки, выполненные для еализации поставленной проблемы. Они касаются методик зкеперимен-ального исследования образцов деталей ГТД и оригинальных установок.

Экспериментальное определение влияния свойств поверхностного лоя на сопротивление усталости лопаток ГТД, цилиндрических и плос-их образцов без концентраторов и с концентраторами напряжений про-одили при консольном изгибе на вибростенде ВЭДС-200 и электромаг-итной установке. Испытания на усталость при повышенных температу-ах проводили при чистом изгибе с вращением на мажине МВП-10000, рупные полые образцы и натурные валы ГТД испытывали при симметрич-ом плоском изгибе на мажине НМ-4. На крупных образцах моделирова-ись геометрические параметры валов ГТД: толщина стенки и концентра-вры напряжений в виде галтелей и выточек, выполненных на наружной и нутренней поверхностях. Для построения кривой усталости испытывали т 10 до 20 образцов и натурных деталей. База испытаний устанавлива-

7 8

зсъ в пределах 10 ...10 цикл в зависимости от решаемой задачи.

Для моделирования эксплуатационных нагрузок валов ГТД была эзработана установка, которая позволяет создавать при испытании од-з-, двух- и трехчастотное нагружение. Полигармоническое нагружение эспроизводится вращением консольно-закрепленного образца с основой частотой Г^ и наложением высокочастотных нагрузок с помощью двух Ораторов с частотами Га и Гг, Уровень напряжений, создаваемый в

опасной сечении образца, определяется независимо от каждого инерционного вибратора и затем тензометрируется при работе установки в заданном режиме.

Для моделирования условий соударения лопаток компрессора высокого давления с инородным телом (птицы, камни) был разработан спе циальный копер, позволяющий создавать центробежные силы и скорость полета бойков (жаров), близких к реально действущим в экстре мальных условиях,В качестве критерия для оценки ударной прочности лопаток била взята величина энергии, необходимая для их разружения Сравнительную оценку ударной прочности лопаток, обработанных раздич ными методами на финижных операциях, производили по соотноженив раз ружейных и пластически деформированных лопаток при идентичных режи мах испытания. Для испытаний применяли ограниченную выборку лопаток (10.,,20 «т.), которая была обоснована по экспериментальным данным использованием биноминального закона распределения случайных величи Для уточнения расчета осевых остаточных напряжений с учетом из менения момента инерции при снятии слоев металла разработан кон сольный метод крепления цилиндрических стандартных образцов на при боре ПИОН-2, что позволило повысить точность измерения его деформа ции. В конечном виде формула для расчета осевых остаточных напряже ний имеет вид:

гг - , (П

ос М&(г-£щ&с1с1

где Е-модуль упругости; г и 1-радиус и длина исследуемой части об разца; а-тол^ина снятого слоя металла.

Для определения фактической величины деформации при использовг нии удлинителей, когда длина исследуемой части образца меньже обще{ длины образца, предложена формула:

______ (2)

>

где I и 1-общая и исследуемая части образца; Г-величина деформации образца в точке замера.

В связи с тем, что исследование остаточных напряжений по методу Н.И.Давиденкова на целом кольце больвих размеров является трудновыполнимой задачей (усложняется конструкция прибора и не обеспечивается равномерное снятие поверхностных слоев металла электрополированием). была разработана методика исследования остаточных напряжений на частях колец, вырезанных из крупногабаритных валов ГТД, Это позволяет для одного сечения вала получить несколько эпвр остаточных напряжений и усреднить их значенийя для уменьвения погрешности эксперимента. Получены зависимости между деформацией целого кольца и его частей, необходимые для расчета остаточных напряжений по формуле И.П.Биргера для целых колец.

Исследования элементного состава поверхности образцов, вырезанных из натурных деталей ГТД, проводили методом 01Е-спектроскопии на спектрометре ЬЙ52000 при ускорявшем напряжении 5кВ и диаметре электронного зонда 3...5 мкм. Послойный анализ осуществляли с использованием распылЕния поверхности ионами аргона. При послойном анализе спектры ОИН-электронов записывали в режиме быстрого сканирования электронного зонда по площади 400x570 мкм.

Исследование микроструктуры было выполнено на оптических метал-ломикроскопах "Зпиквант" и МИН-8И. Дислокационная структура выявлялась на электронном микроскопе модели УЭЙ-100К с помощьв реплик.

В третьей главе представлены и проанализированы результаты исследования влияния режимов поверхностного деформационного упрочнения на формирование свойств поверхностного слоя и сопротивление усталости валов и дисков ГТД.

Исследование механизма повреждаемости деталей ГТД в процессе эксплуатации показало, что в болъжинстве случаев причины разружения связаны с появлением и развитием усталостных трещин в местах концентрации напряжений от следов обработки (рисок, задиров, царапин) и

и

наличием высокочастотных вибраций.

Совместный анализ результатов исследований параметров наклепа и выносливости образцов, упрочненных алмазным выглаживанием за один рабочий ход из внсоколегированннх сталей 13ХНИ2В2КФ1, Х12ННБФВ, 40ХН2МЯ1 со структурой сорбита показал, что между ними существует тесная зависимость. Применение выглаживания за два хода с увеличенными силой и подачей на втором рабочем ходе приводит к повыжению предела выносливости за счет увеличения параметров наклепа и мохет служить дополнительным резервом в повымении сопротивления слабоуп-рочняющихся материалов усталостному разружению. Этот, вывод был ;.лх>дг твержден испытаниями на ежатие^упррчненных выглаживанием образцов ,из стали, 13X11Н2В2)(<9В; имевщих структуру, отпущенного сорбита. На выглаженных образцах в пределах ..£^ ^120и.:450г.;на&лвдаЛЬй"дополнительное повымение микрот^ердссти поверхности. Это показывает; что изменение схемы деформации приводит - к. более :, полному использовании резерва пластичности;таких материалов.

При выглаживании по упрочняющему режимд с увеличенной,силой Ру до 300 Н на втором ходе полых образцов из стали 13Х11И2В2МФВ с рабочим диаметром 60 мм и радиусом галтели 5 мм (их. предел выносливости увеличился,с 275 3§0 КПа, л .рревысил^влиадвда-. ных образцов диаметром ДО мм; равный 380 МПа.:При этом,, масщтабрый фактор практически не проявляйся ^ослр упрочнения ^алмазным ^ выглаживанием. выполненном .с рациональным^ режимами, прд, условии, . обеспечения равнопрочности наружной .и , ,

Лолдчеиы закономерности формирования .'достаточных напряжений в полых валах ГТД при изменении режимов., алмазного^ выглаживания. Бри толщине стенки вала Ь мене^ 3, мм наблюдается ^снижение уровня .сжимающих напряжений в , поверхностном , слое ц соответствующее додншвше уровня растягивающих,напряжений в упдугодеформиррванной сердцевине, что приводит к подслойнрму зарождению усталостно^ трещиины, ,, ,, 4 Зровр остаточных сжимающих и: растягивающих напряжений завися!

от соотноиения толщин пластически- и упругодеформированных слоев металла. При жестких режимах одностороннее упрочнение только внутренней поверхности вала приводит к образованию в наружном поверхностном слое неблагоприятных растягивающих остаточных напряжений, уровень которых резко увеличивается при наличии такого же знака напряжений от предяествувщей обработки. Для получения упрочняющего эффекта на тонкостенных валах ГТД (Ь = 2...3 мм) необходимо добиваться равнопрочности наружной и внутренней поверхностей за счет недопущения превшения относительной толщины деформированного металла более 0,1 (рис. 1,2). Режим алмазного выглаживания тонкостенных валов должен находиться в пределах Ру - 100...150 Н при радиусе сферы алмазного инструмента 2 мм.

Исследования образцов с концентраторами напряжений из высоколегированных сталей, упрочненных алмазным выглаживанием и обкаткой роликами, показали, что эффективность упрочнения при наличии выточек проявляется только в том случае, если их глубина меньве глубины залегания остаточных сжимающих напряжений. Практически во всех случаях полученные значения о(в превышают эффективные коэффициенты концентрации напряжений К© .что объясняется перераспределением напряжений, вызываемым текучестью металла в пластической зоне. Наиболее резкими концентраторами напряжений являются радиальные отверстия. Для повы-жения прочности вала с радиальным отверстием следует края отверстия пластически деформировать таким образом, чтобы линия сопряжения закругляющей фаски с поверхностью отверстия не проходила через область максимальной напряженности.

Диалогичные результаты были получены на образцах из сталвй 13Х11Н2В2Ш, 18Х15НЗМ1 и сплава ХН77ТВР с охватывающими втулками: пределы выносливости после упрочнения повысились на 23...38% и превысили жлифованных образцов без втулок за счет повышения прочности наклепанного металла и благоприятного влияния остаточных сжимающих напряжений.

6, та

100

Рис. I. Распределение тангенциальных /I/ и

осевых /2/ остаточных напряжений после выглаживания внутренней поверхности вала компрессора.

<а,мп*

Рис. 2. Распределение тангенциальных остаточных после выглаживания наружной и внутренней поверхностей вала компрессора /I - Ру <= * 100Н; 2 - Ри * 150Н; 3 - Р„ . 200Н; 4 - чистовое точение.

При повышенных температурах исследовали обработанные выглаживанием образцы из сплава ХН77ТВР и сталей 40ХН2Ш и 13X11Н2В2МФВ.

Эффект упрочнения жаропрочного сплава практически сохраняется

О А

при нагреве до 500 С, высоколегированных сталей до 400 С, Благоприятным является режим упрочнения, обеспечивающий высокий уровень сжимающих остаточных напряжений при сравнительно небольшой степени наклепа, что достигается применением сглаживающих режимов. При умеренных температурах значительный эффект дает реализация упрочняющего режима. В этом случае эпюра сжимающих напряжений имеет максимум под поверхностью, что оказывает тормозящее действие на развитие ус-талостнойтрещины.

При оценке влияния технологических факторов на сопротивление усталости элементов дисков воспроизвести в полном объеме эксплуатационные нагрузки не удается. Был разработан способ сравнительных испытаний секторов с тремя межпазовыми выступами, при котором исключается влияние усилия закрепления на уровень задаваемых напряжений и упрощается изготовление образцов.

В результате испытаний иежпазовых выступов дисков Iii и Uli ступеней компрессора высокого давления из сплава ХН73М5ТЯВД установлено,, что наиболее сильным концентратором напряжений является кромка выкружки паза в,остром.углу межпазового выступа. Были проведены исследования по более тщательной доводке и увеличению кромочных радиусов с 0,1.,,0,2 до 0,2...О,4 мм, что привело к повышению межпазовых выступов диска на 122 при некотором уменьшении рассеяния значений долговечности.

Испытания по предложенной схеме были применены для сравнения серийной обработки дисков в псевдосжиженном слое абразива (ПСА) и последующего упрочнения шариками диаметром 0.68 мм в ультразвуковом поле.

Исследования элементного состава тонкого поверхностного слоя дисков, обработанных ПСА, методом DSE-слектроскопии показало повы-

женное содержание в нем Й1 и Э), После упрочнения количественный состав химических элементов приблизился к исходному. Механизм такого явления может быть комплексным. Во первых, происходит "очистка-поверхности за счет иеханического разрушения абразивных частиц упрочняющими жариками. Вторым фактором является пластическая деформация металла, выдавливаемая их на поверхность.

Испытания на усталость межпазовых выступов дисков показали, чте время упрочнения ( %- 20с) является недостаточным для формирования благоприятных свойств поверхностного слоа:в.4Увеличивается. всего на 1 ОХ*при незначительном уменьжении рассеяния значений долговечности, Пределы выносливости образцов после упрочнения ( %- 40 и 60 с) отличаются между собой незначительно, но выже, чем у серийных дисков на 31 и 35% при снижении рассеяния значений долговечности. Характер наклона кривых усталости, отражающих "живучесть" образцов при перегрузках, показывает, что наибольжим сопротивлением росту трещины обладают образцы с временем упрочнения Е- 50 с за счет влияния остаточных сжимающих напряжений, залегавших на больжей глубине.

При определении запаса прочности деталей мамин неблагоприятное воздействие вибрационных нагрузок в основном не учитывается или сводится к увеличению амплитуд основного знакопеременного напряжения на величину, равную высокочастотной составляющей цикла.

Проведенные исследования на усталость образцов из стали 40ХН2МЙ1, показали, что вибрации при соотножении частот действующих нагрузок г 7 и 11,4 приводят к снижению сопротивления усталос-

ти по сравнению с одночастотным нагружением, особенно, при наличи) концентраторов напряжений.

Для учета влияния вибрационных нагрузок на сопротивление усталости по результатам испытаний образцов из различных материалов была получена корреляционная зависимость, позволяющая прогнозировав о

изменение о ( при двухчастотном нагружении по известным значениям параметров эксплуатационного спектра нагружения, механическим, прочно-

стннм и геометрическим характеристикам материалов и натурных деталей:

. ß s e§s t 16 (Gm/e*)0-023 (3)

р е-. ' bz/^^/etr^''

где f^/fj - отношение частот высокочастотной и основной составлявшей цикла; о^е - теоретический коэффициент концентрации напряжений; Sm/Ss - отношение среднего напряжения цикла к пределу прочности материала; 6-,- предел выносливости при двухчастотном нагрушении; 6аа~ амплитуда высокочастотной составляющей цикла.

Зная зависимости свойств поверхностного слоя от режимов упроч нения, а также зависимости коэффициентов упрочнения JbS( отношение пределов выносливости упрочненной и исходной детали) от свойств поверхностного слоя, можно на стадии разработки технологического процесса с заданной достоверностью выбрать оптимальные режимы и прогнозировать изменение предела выносливости деталей энергоустановок .

Исследования свойств поверхностного слоя и испытания на усталость 53 партий образцов из высоколегированных сталей позволили получить зависимость коэффициента упрочнения с высоким коэффициентом множественной корреляции (й - 0.87):

js9 = 8[Н0,,98СК/е)°,05'3(еост/0еЗ °'008] у м>

где Н - степень наклепа; h/r - отноаение глубины наклепа к радиусу образца;6Сет/©6 - отношение величины остаточных напряжений к пределу прочности материала; Ra - параметр шероховатости.

Дла оптимизации полученной зависимости (4) было применено движение по градиенту, которое обеспечивает наиболее краткий путь к оптимуму, Результаты оптимизации показали, что увеличение сопротивления усталости гладких образцов диаметром от 10 до 60 мм, в основном, происходит за счет повышения параметров наклепа.

Опыт эксплуатации и испытания на усталость образцов и деталей свидетельствуют о значительном рассеянии параметров выносливости, в основном, из-за нестабильности свойств поверхностного слоя, образованного на фини«ннх операциях технологического процесса. Статистическая обработка по методике Вейбулла результатов усталостных испытаний образцов из стали 13Х11Н2В2ЫФ1, обработанных полированием и алмазным выглаживанием показала следующие пределы рассеяния :

12,6 < < 39,5 - полирование; 7,5 < < 11,7 - выглаживание: 5,9 <5дц< 7,8 - выглаживание_с дополнительным отпуском. После полирования коэффициент вариации ^^ , характеризующий рассеяние среднего значения предела выносливости, оказался равным 0,027, выглаживания - 0,0135, выглаживания с дополнительным отпуском - 0,0085. Аналогичные результаты были получены на образцах из стали 40ХН2ИАВ, испытанных по методу ступенчатого изменения нагрузки "вверх - вниз" с учетом долговечности разруженных образцов, которая характеризует их "живучесть" при перегрузках. Для количественной оценки "живучести" образцов бил предложен коэффициент среднее значение которого

рассчитывается по формуле:

где N1 - долговечность испытанных образцов уровень задаваемого

?

напряжения при испытании; N5- = Н^ -10 -долговечность неразруяенных образцов, равная базе, принятой при испытаниях; п - общее число образцов в серии; - среднее значение предела выносливости; 0 = Н5" в.| - коэффициент выносливости.

После алмазного выглаживания предел выносливости, определенный для вероятности разрушения Р - 10%, увеличился _с_ 495 до 600 НПа по сравнению со шлифованием, коэффициент вариации ^6-» уменьшился примерно в 1,4 раза, а коэффициент "живучести" практически не изменился^ 0,65). Уменьшение в 1,4...2 раза рассеяния предела выносли-

вости после упрочняющей обработки свидетельствует о стабилизации свойств поверхностного слоя.

В четвертой главе представлены результаты исследований свойств поверхностного слоя и параметров выносливости лопаток ГТД после различных способов ПЛД.

В эксплуатации ГТД из всех отказов по причинам усталостных разрушений деталей на лопатки приходится около 602. Трудоемкость изготовления лопаток в большинстве конструкций составляет 30...40% общей трудоемкости изготовления двигателя. Эти особенности требуют использования в производстве современных технологий, особенно на фи-нивных операциях.

Эффективным способом повышения выносливости лопаток является деформационное упрочнение шариками, в частности виброгалтовка. При увеличении продолжительности виброгалтовки образцов из сплава ВТ8, которая определяет трудоемкость обработки, с 0,5 до 4 ч параметр ве-роховатости поверхности 1?а уменьшился с 0,5 до 0,25 мкм, глубина наклепа увеличилась с 35 до 75 мкм. Наибольший уровень сжимающих остаточных напряжений до 400 МПа зафиксирован на образцах, подвергавшихся упрочнению в течение 2ч, что привело к поважению с 430 до 5Б5 МПа.

Обоснование рациональной продолжительности виброгалтовки было подтверждено исследованиями демпфирующих свойств образцов. Максимальное увеличение логарифмического декремента колебаний в результате рассеяния колебаний в пластически деформированном слое из-за повышения сил микрокристаллического трения и роста напряжений полей дислокаций произошло у образцов, подвергавшихся упрочнению в течение 2 ч (рис. 3).

Аналогичные результаты били получены при исследовании алюминиевых образцов из сплава ВД-17, который применяется для изготовления лопастей турбинок стартера воздужного: предел выносливости при упрочнении в течение 1,5 ч увеличился на 252 по сравнению с полирова-

2.0

ни ем.

Разрушение лопаток компрессора в условиях эксплуатации в большинстве случаев происходит по радиусу перехода в замок из-за наличия концентрации напряжений. Кроме того, при малых радиусах перехода значительно затрудняется обработка, в результате которой возможно образование растягивавших остаточных напряжений и прижогов, снижающих несущую способность материала.

Для оценки эффективности упрочнения исследовали круглые образцы диаметром 9,7 мм из стали 14Х17Н21 после полирования и последующего упрочнения вибро- и гидрогалтовкой с концентраторами напряжений в виде галтелей с радиусами равными 1; 2,5; 5 и 10 мм. Гидрогалтовка сопровождается образованием остаточных сжимавших напряжений до 500 МПа и несколько больших значений параметров наклепа по сравнения с виброгалтовкой. Результаты испытаний на усталость показали, что вибро- и гидрогалтовка в значительной мере уменьшают неблагоприятное влияние концентрации напряжений (рис.4). Гидрогалтовка является более эффективным способом ППД по сравнению с виброгалтовкой и ее можно рекомендовать для повышения несущей способности стальных лопаток из стали 14X171121.

Лопатки компрессора, изготовленные из титановых сплавов, и имевшие тонкие легко повреждаемые кромки весьма чувствительны к концентрации напряжений, создаваемых следами обработки (царапины, риски, задиры и др.). Под оптимальным режимом упрочнения таких лопаток понимается режим деформации обеспечивающий высокую выносливость при знакопеременных нагрузках и способность сопротивляться ударным изгибающим нагрузкам, возникающим в эксплуатации при попадании инородных тел в тракт двигателя.

Эта задача была решена испытаниями на усталость образцов из сплава БТ8 толщиной 1,4 мм и радиусом галтели 1,2 мм, упрочненных шариками диаметрами 2,35 и 1,3 мм (£ =10ыин) на ультразвуковой установке. Наиболее значительный эффект наблюдается при упрочнении шарика-

Рис. 3. Изменение логарифмического декремента колебаний от уровня напряжений: I - полирование; 2....4 - виброгалтовка в течении 0,5; 2,0.и 4,0 ч. соответственно.

Рис. 4. Изменение , Кб- и от радиуса галтели

образцов: из стали 14Х17Н2Ш: I - полирование; 2 - виброгалтовка; 3 - гидрогалтовка; 1,2,3 - ; 4 - обз ; 5 - Кв .

гг.

*и диаметром 1.3 мм за счет образования благоприятного микропрофиля и наведения остаточных сжимающих напряжений до 350 МПа у поверхности. Предел выносливости повысился с 400 до 480 МПа. Для подтверждения данннх, полученннх на образцах, были проведены испытания на усталость лопаток первой ступени компрессора двигателя Д-36 из сплава ВТ8, упрочненных шариками диаметром 1,3 и 2,35 мм в течение 5 и 10 мин. Результаты испытаний лопаток убедительно показали, что в качестве рабочих тел при упрочнении в ультразвуковом поле следует применять шарики меньших размеров диаметром 1,3 мм при продолжительности упрочнения £=5 мин. При этом упрочнение лопаток в течение 5 мин шариками диаметром 1,3 мм обеспечивает равнопрочность кромок и спинки (места зарождения усталостных трещин со стороны спинки и кромок при испытании распределились поровну) и приводит к повышении S~iс 501 до 649 МПа, т. е. на 292. Ультразвуковое упрочнение сопровождается стабилизацией свойств поверхностного слоя и нейтрализацией дефектов от следов обработки, что подтверждается уменьшением на 602 рассеяния предела выносливости по сравнении с серийным виброполированием.

На двигателях с большим ресурсом с увеличением наработки происходит разупрочнение пера лопаток компрессора, что приводит к снижению их несущей способности. Значительное разупрочнение лопаток наблюдается при эксплуатации в неблагоприятных условиях, способствующих появлению эрозии и образованию механических повреждений в виде мелких точечных забоин и вмятин: износ передней кромки достигает 0,1...0,3 мм. Была разработана технология восстановления несущей способности лопаток ГТД после длительной наработки с применением методов ППД. Испытания лопаток первой ступени компрессора из стали 14Х17Н2В двиг, ЙЙ-20 после наработки 1000, 2000 и 4000 ч показали, что эффективным и экономически целесообразным способом восстановления их несущей способности является виброгалтовка, которая улучшает шероховатость поверхности с одновременным удалением поврежденного поверхностного слоя глубиной до 0,02 мм: более крупные повреждения

в значительной мере сглаживались. На лопатках с наработкой 1000 ч остаточные сжимавшие напряжения после виброгалтовки достигали 190...280 «Па; 2000 ч- 200...350 НПа, 4000 ч- 150...260 ИПа. Глубина напракенного слоя находилась в пределах 50...?0 ыки. Все лопатки независимо от наработки имели сопротивление усталости ниже первоначального на 7...142. После виброгалтовки увеличение пределов выносливости достигало 10...16% при значительном уменьжении рассеяния долговечности, что свидетельствует о стабилизации свойств поверхностного слоя.

Положительные результаты были получены при упрочнении виброгалтовкой лопаток компрессора из стали 13Х14НВФРЯ с двигателя, эксплуа-тировавжегося на вертолете НИ-8 в течение 400 ч. После наработки на лопатках образовался поврежденный поверхностный слой с больжим количеством мелких механических забоин, что привело к снижении 410 до 350 МПа. После виброгалтовки за счет улучжения свойств поверхностного слоя пера лопаток с наработкой предел выносливости увеличился с 350 до 420 МПа,

Актуальной является задача обеспечения ударной прочности титановых лопаток компрессора в связи с их упрочнением, которое повывает склонность к хрупкому разрувенив. Следует отметить, что появление трещины при соударении с инородным телом является отказом для лопатки, так как практически мгновенно под воздействием знакопеременных нагрузок происходит ее разрушение.

Выли проведены исследования по определению влияния режимов упрочнения вариками в ультразвуковом поле лопаток компрессора первой и второй ступеней компрессора на сопротивление ударному разрушению по сравнением с серийным виброполированием.

Для оценки влияния остаточных напряжений на сопротивление ударному разрунению был проведен упруго-пластический расчет образца, подвергаемого ударному изгибу. В связи с тем, что при ударном изгибе действующие растягивающие напряжения возникают в поверхностных

2А

слоях лопатки и таи же формируются остаточные напряжения, влияние последних на ударную прочность может быть значительным,

В результате расчета получена зависимость прогиба конца стержня от динамической силы с учетом влияния остаточках напряжений, которая показывает, что прогиб и угол поворота конца стержня будет несколько больше для стержня с остаточными сжимающими напряжениями, чем без них.

Для экспериментального определения влияния остаточных сжимающих напряжений на сопротивление ударному разруженив были испытаны на центробежном копре четыре партии лопаток первой ступени компрессора из сплава ВТ8 по 16 вт. в каждой. Две партии лопаток были упрочнены шариками диаметром 1,30 мм в течение 5 и 10 мин на ультразвуковой установке,

Ультразвуковое упрочнение ( £-5 мин) повысило их сопротивление ударному разрушению по сравнению с серийными виброполированными лопатками, что вызвано благоприятным влиянием остаточных сжимающих напряжений, в значительной мере нейтрализующих действие растягивающих напряжений от центробежных сил.

Аналогичные результаты были получены на серийных лопатках второй ступени компрессора из сплава ВТ8 с наработкой Б00 ч с последующим ультразвуковым упрочнением (лопатки до установки на двигатель упрочнению не подвергались).

Чтобы подтвердить "вклад" остаточных сжимающих напряжений в увеличение ударной прочности одна партия упрочненных лопаток была

с

отожжена в вакууме в течение 2 ч при температуре 550 С. Установлено, что энергия удара бойком с учетом ее рассеяния, затраченная на разрушение лопаток, составляет 1,57 Дж, что на 412 больже по сравнению с серийными лопатками (Э = 1,11 Дж). Стабилизирующий отжиг, проведенный после упрочнения, сопровождался уменьшением уровня остаточных сжимающих напряжений, что привело к уменьшению энергии, требуемой для их разрушения до 1,24 Дж.

Таким образом, ударные испытания на центробежном копре поэво-лявт, в основном, моделировать условия соударения лопаток с инородными телами и оценить их ударную прочность на стадии внедрения технологического процесса с применением ППД. что значительно повывает вероятность прохождения контрольно-сдаточных испытаний по вбрасыванию птицы в тракт двигателя.

Для оценки влияния свойств поверхностного слоя на рассеяние параметров выносливости были испытаны полированные и упрочненные виброгалтовкой лопатки компрессора из стали 14Х17Н2В. Статистическая обработка данных испытаний с применением линейного регрессионного анализа показала, что в силу отсутствия субъективного фактора, виброгалтовка сопровождается образованием стабильного качества поверхности. уменьшающего рассеяние параметров выносливости.

Повышение несущей способности лопаток ГТД в результате упрочняющей обработки связано с улучшением свойств поверхностного слоя, что может быть обусловлено следующими факторами: созданием благоприятного микрорельефа поверхности, структурными изменениями (появлением упрочнявших фаз) и уменьшением локальных микронапряжений за счет изменения плотности дислокаций.

В результате ультразвуковой и пневмодробеструйной обработки шариками лопаток компрессора из сплава ВТ8 исчезали и не выявлялись даже при больших увеличениях следы вальцовки и механической обработки; образовалась так называемая ячеистая поверхность, которая отличается плавным рельефом, отдельные ячейки - округлыми очертаниями. Средний размер ячеек более чем на порядок превышает ширину следов обработки в неупрочненных лопатках. Последние являются технологическими концентраторами напряжений, в то время, как ячейки представляют собой микрогалтели, снижающие локальную концентрацию напряжений.

Содержание о( и ^Ь - фазы при переходе от поверхностной зоны к сердцевине лопатки после 'упрочняющей обработке практически не меня-

ае

лось.

Значительная пластическая деформация при вальцовке лопаток приводит к выстраиванию стенок дислокационных ячеек с образованием "лентообразной" структуры, состоящей из частиц с малой плотностью дислокаций. Изучение дислокационной структуры с применением металлографического анализа и подсчетом количества ямок травления показало, что после упрочняющей обработки улучшается однородность распределения дислокаций в зоне металла у поверхности лопатки по сравнению с виброполированными лопатками.

В пятой главе представлены методика расчета безразмерных критериев и созданные математические модели коэффициентов упрочнения алмазным выглаживанием, обкаткой роликами и обработкой шариками в ультразвуковом поле.

Для анализа процесса деформационного упрочнения применяли понятие физического подобия, которое предусматривает соответствие нагрузочных режимов и сил в зоне контакта, подобие температур и тепловых потоков, соответствие концентрации напряжений, структуры и физико-механических характеристик материалов.

Основной характеристикой подобных процессов являются критерии подобия, которые применительно к процессу алмазного выглаживания определяли с помощью анализа размерностей физических величин. Возможность определения критериев подобия, когда вид аналитической зависимости между факторами неизвестен, позволяет представить данные экспериментальных исследований процесса ППД в обобщенной форме и получить критериальную функциональную зависимость.

Анализ априорной информации и проведенные исследования свойств поверхностного слоя и выносливости образцов и деталей ГТД. упрочнен ных алмазным выглаживанием, позволили получить соотновение между основными факторами процесса:

где Р - площадь контакта при упрочнении; 5 подача инструмента; Я!? • твердость пп Врииелв: иво.г* пределы прочности и текучести материалов; с(■ диаметр детали в опасном сечении; 2 -радиус конструктивного концентратора напряжений (галтель, выточка и т. п.): Нг-высота шероховатостей от предыдущей обработки;р -радиус округления впадин шероховатостей; п-коэффициент, характеризующий упрочнае-

мость материален, определяется при сжатии цилиндрических образцов по

О ч

кривой упрочнения (п соответствует тангенсу угла ее наклона); ц -- среднее контактное давление.

В окончательном виде с помощью ЭВМ по специально разработанной программе было получено критериальное уравнение:

ау б-9, ее и!**" ё \

Ра-а

где -характеризует влияние уровня и кратности прилага-

г НВ'Ь

емой нагрузки с учетом масжтабного фактора на изменение коэффициента упрочнения ;

С5&

-критерий -характеризует влияние механических характеристик и

структуры обрабатываемых материалов на изменение ; / твжн

-критерийо^а -характеризует влияние концентрации напряжений, создаваемой предшествующей упрочнению следами обработки, на изменение^^ ; п

-критерий ^г -характеризует влияние геометрических параметров деталей

Сь _у

(масятабного фактора) и концентрации напряжений на изменениеу> .

Для получения вида функции были статистически обработаны результаты испытаний на усталость 57 партий упрочненных образцов и деталей диаметрами от 7,5 до 60 мм, изготовленных из высоколегированных сталей и сплавов 40ХН2НШЗ, 13X11Н2В2НФВ, 12ХНЗЙ, 14X17112«, ХН77ТЮР, Х12ННБФВ, 1ВХ15ЛЗНВ.

Уравнение множественной регрессии в стандартизованном масмтабе показывало, что наиболъвий вклад в изменение сопротивление усталос-

ти оказывает режим упрочнения при наличии концентрации напряжений.

В натуральном масштабе линейная зависимость коэффициента упрочнения имеет вид (I? - 0.79):

рч=0,59 +00&1 + 0,023^ГГ ^В^Га.ОЗ В)

Для повышения точности расчета была предложена нелинейная зависимость с учетом взаимодействия безразмерных критериев, что привело к повышению Р. до 0,84:

^0,959+0,049 0,005 Щ9 5

В полученной зависимости имеет место взаимодействие критериев: нагрузочного режима и шероховатости упрочняемой поверхности; механических характеристик материалов и концентрации напряжений. Такое взаимодействие факторов имеет определенный физический смысл: при упрочнении поверхности с грубой исходной шероховатостью необходимо увеличивать силу выглаживания и уменьшать подачу; на более прочных материалах концентрация напряжений проявляется в большей мере.

Процесс обкатки роликами отличается от алмазного выглаживания применением более значительных давлений, что вызвано меньшей твердостью деформирующих инструментов и большими геометрическими размерами. В основном при обкатке действуют те же факторы, однако деформируются значительно большие обьемы металла и влияние исходной шероховатости на коэффициент упрочнения будет незначительным.

Для получения вида модели были статистически обработаны результаты испытаний на усталость 80 партий упрочненных обкатной роликами образцов и натурных деталей, изготовленных из конструкционных сталей и сплавов:

В полученной зависимости наблюдается взаимодействие кратности приложения нагрузки с концентрацией напряжений и механическими ха-

рактеристиками материалов, что подтверждается результатами исследований в этой области, проведенными отечественными и зарубежными учеными.

При повышенных температурах резко изменяется значения механических характеристик, оказывающих значительное влияние на сопротивление усталости материалов. Для получения математической модели коэффициента- упрочнения алмазным выглаживанием с учетом влияния повывенных температур были обработаны результаты испытаний на усталость 13 партий образцов из сталей 40ХН2МЯЙ, 13Х11Н282Ш и сплава ХН77ТВР.

Зависимость для расчета коэффициента упрочнения с учетом влияния повывенных температур имеет вид:

в4 = О 135+ 0,352 Мг--0,149Е-Ю-Л-Т, < И ) ' Нв-З Ъс.г

где бь" и бД,-пределы прочности и' текучести, определенные при повышенных температурах; Ы. -коэффициент линейного расширения; 7 -величина температуры в градусах Цельсия.

Для получения универсальной модели коэффициента упрочнения поверхностным пластическим деформированием (алмазным выглаживанием и обкаткой роликами) все данные были объединены в генеральную совокупность с учетом возрастания дисперсии. Затем генеральная совокупность была разделена на обучающую (Н г 62, нечетные данные) и проверочную (N-01, четные данные) последовательности. С помощью шагового регрессионного анализа была выбрана оптимальная структура модели по обучающей последовательности и произведены расчеты по результатам исследований, проведенных отечественными и зарубежными учеными, показавшие хорошую сходимость результатов. Ошибка в определении в большинстве случаев не превышала 10%.

Математическая зависимость для расчета коэффициента упрочнения алмазным выглаживанием и обкаткой роликами имеет вид:

т«хн _ _ _

Безразмерные критерии обладает общностьв и полученную зависимость можно применять для расчета коэффициента упрочнения деталей энергетических установок из других материалов.

Наглядное представление о влиянии безразмерных критериев на изменение коэффициента упрочнения давт графики, представленные на рис.5. Характерно, что при определенных значениях критериев и их взаимодействии имеются зоны с коэффициентами упрочнения 1 , Такое явление можно объяснить перенаклепом поверхности при превыжении нагрузочного режима, который сопровождается ее повреждением и образованием микротрещин.

Для понижения достоверности предварительного расчета на стадии разработки технологического процесса необходимо знать получаемую

у

ожибку (отклонение между расчетными и опытными значениями^ в 2). По результатам испытаний на усталость и расчетным путем была получена математическая зависимость величины ожибки & коэффициента упрочнения от тех же аргументов (безразмерных критериев):

5

, теки

3 & »„„л &

<13)

Для определения коэффициента упрочнения при минимальном или за-

данном значении овибки были построены контурные кривые поверхностей откликов ^и (5 (рис. Б),

Последующий анализ совмещенных двухмерных сечений позволяет уточнить выбранный режим поверхностного деформационного упрочнения,

ц

обеспечивавший более высокое значение А, Анализ результатов иссле-

Рис. 5. Изменение_коэффициента упрочнения в зависимости от &/G ;ty-CL/HB-S /1...7/ = 1,4,7,10, 13,16,19 соответственно;

ft^ и Ô при эначенияхб^/е^П^Ю ис/д"» I.

I...8 -JJS= I;I,5;2;2,5;3;4;5;6; 1,Н,Ш,1У -- 6 = 5,10,20 и 50$

за

дования процесса ультразвукового упрочнения лопаток позволяет остановиться на следующих факторах:

О-диаметр шариков; ТГ-скорость соударения шарика с лопаткой; КО -динамическая твердость, ее можно заменить на НВ; 2 -время упрочнения; V - объем камеры с шариками и упрочняемыми деталями.

Для получения математической зависимости были статистически об работанн результаты испытаний на усталость образцов и лопаток компрессора из стали ЗП718 и сплава ВТ8:

О,<2,8 -0,606 -К>,И>!1-|;

В полученной зависимости (И - 0,87 и - 32) имеет место взаимодействие режимов упрочнения с механическими характеристиками материалов и геометрическими параметрами лопаток.

В шестой главе представлены теххнологии и установки для поверхностного деформационного упрочнения деталей ГТД и результаты апробации математических моделей.

Разработан метод и установка для лневмоимпульсной обработки абразивными гранулами с последующим упрочнением стальными аариками внутренних поверхностей валов компрессора (I > 1000 мм), предварительно обработанных чистовым точением с получением требуемого размера (рис. 7).

Поток сжатого воздуха из канала 2 подается в кольцевой канал 3 тангециально его основанию, в котором он получает необходимое вращение, проходя через установленный на выходе из него направляющий аппарат 4, Сжатый воздух поступает в распределитель, который с частотой 2 Гц направляет его по подводящим рукавам в разгонные устройства, расположенные с противоположных, сторон рабочей камеры (внутренняя поверхность обрабатываемого вала 1). Пульсирующий воздушный поток,

ъъ

Рис. 7. Схема установки для пневмоимпульсной обработки валов компрессора

ральных сечениях вала: обработка образцов шариками; в - обработка вала гранулами и шариками; 1,3 - вертикальные сечения, верх и низ соответственно; 2 -- горизонтальное сечение.

выходя из разгонных устройств, слеживается с рабочими телами 7, находящимися в рабочей камере, и приводит их в возвратно-поступательное спиралеобразное движение. Отработанный воздух удаляется из камеры через челевые отверстия 15 и внутреннюю полость 8 разгонных устройств. Для улучвения обработки конусной части вала в установке предусмотрен обтекатель Б, уменьжавщий проходное сечение.

Результата исследований остаточных напряжений в различных сечениях вала компрессора двиг.Д-36 из стали XI2ИНБФВ (остаточные напряжения определяли на образцах, установленных в окнах вала и на образцах, вырезанных из натурного вала после обработки) показали, что пневмоимпульсная обработка наводит остаточные сжимающие напряжения высокого уровня, равномерно распределенные по длине (рис. 8). При этом, образуется благоприятный микропрофиль с величиной жероховатос-тей Йа = 0,77,..0,88 мкм.

Для упрочнения вала вентилятора двигателя Д-18Т (1,-2895 мм) была применена пневмоимпульсная установка с дополнением нового способа подачи воздуха. Этот способ реализуется путем одновременной подачи воздуха с различным давлением на входе через завихрители с двух торцов полого вала , что создает внутри него вращающийся кольцевой поток рабочих тел, который по программе перемещается соосно валу. Последовательное применение вращающегося кольцевого потока и пневмо-имлульсного метода дает возможность обработать вал вентилятора по частям, управляя интенсивностью и продолжительностью упрочнения.

Сравнительная оценка жаржирования поверхности абразивными зернами, выполненная на рентгено-спектральном анализаторе НЙР-2, показала, что после пневмоимпульсной обработки количество внедренних абразивных частиц умвньжается в два раза по сравнению со жлифованием.

При изготовлении дисков компрессора двиг, АИ-20 из стали 18Х15НЗМВ на обработанной точением и полированием поверхности полотна остаются следы инструмента, внедренные абразивные зерна, являющиеся технологическими концентраторами напряжений. Для замены ручно -

Рис, 9, Схема установки для пневмодробеструйного упрочнения шариками лопаток компрессора: I - рессивер; 2 - дро-бесборнйк; 3 - сопло; 4 - диск; 5 - корпус; 6 - сетчатый экран, 7 - исполнительный механизм постоянного тока типа МЗК - 2.

го полирования алмазным выглаживанием было разработано поворотное устройство с числовым программным управлением, позволяющее упрочнять полотно с выходом на галтель, радиус которой соизмерим с радиусом алмазного инструмента. Это устройство совместно с системой управления станка позволяет ориентировать алмазный инструмент в процессе обработки по нормали к обрабатываемой поверхности диска и обеспечивает постоянство нормальной составляющей силы выглаживания, что является необходимым условием для получения стабильных свойств поверхностного слоя. На полотне диска, выглаженного с двух сторон с Ру - 150 Н, были зафиксированы симметричные эпюры остаточных сжимающих напряжений до 800 Vila, проникающих на глубину до 400 мкм.

Сопротивление усталости титановых лопаток компрессора с тонкими легкоповреждаемыми кромками в значительной мере обеспечивается на финишных операциях технологического процесса, Для повышения несущей способности таких лопаток была разработана пневмодробесруйная установка, особенностью которой является обеспечение скользящего соударения иариков с лопатками, закрепленными в пазах 12 вращающегося диска 4 (рис. 9),

Режим упрочнения задается скоростью полета шариков в рабочей камере, а также расстоянием от среза сопел 3 до торца лопаток, Остановка работает в полуавтоматическом режиме с изменением направления вращения диска с лопатками по специальной программе. Воздух через рессивер 1 поступает в полость Б и через сопла- в рабочую камеру установки, захватывая шарики.

В качестве оптимального был принят режим упрочнения лопаток первой ступени компрессора из сплава ВТ8 (Р = 0,1 ИПа; £= 3 мин), обеспечивающий повышение предела выносливости с 430 до 470 1Ша.

Основные повреждения профиля пера крупногабаритных лопаток вентилятора двиг. Д-18Т в процессе эксплуатации: эрозионно-коррозион-ный износ профиля, забоины и вмятины, а также износ по торцу пера вследствие температурных деформаций. Наличие на поверхности лопатки

зУ' .А X.-

Рис. 10. Схема установки для программируемого упрочнения крупногабаритных лопаток . , вентилятора ГТД: I - корпус; 2 крышка; 3- направлявшие; 4. - каретка; 5 - электродвигатель; б - червячная пара; 7 - втулка; 8 - илиндёль; 9 - замок; 10,16 - шаговые электродвигатели; II - дробесборнйк; 12 - стенка;.13 - . - поддон; 14 - шторка; 15 - сопло.

упрочненных и иеулрочненных заполированных при ремонте зон не позволяет производить упрочнявшую обработку по всему профилю пора во избежание перенаклепа ранее упрочненных участков.

Способ дробеструйной обработки позволяет управлять процессом упрочнения отдельных участков пера именно в местах заполировки дефектов и реализуются на установке с числовым программным управлением (рис. 10). Управление процессом заключается в том, что в зжек-торное сопло направляется сжатый воздух под воздействием которого поток дроби отклоняется на определенный угол, величина которого зависит от соотножения интенсивности потока дроби и потока сжатого воздуха. В процессе упрочнения лопатка вращается и совержает осевое перемещение и синхронно с этими движениями происходит качательное движение- рабочей части зжекторных сопел. Управление процессом упрочнения осуществляется стойкой с ЧПН НЗЗ-1М с помощью шаговых двигателей 5, 10 и 1С. -

Программируемое дробеструйное упрочнение крупногабаритных лопаток вентилятора из титанового сплава ВТЗ-1 позволило повысить их предел выносливости на 30 ИПа.

При разработке и внедрении технологического процесса с применением упрочняющих операций необходимо назначить режимы, обеспечивающие получение благоприятного сочетания свойств поверхностного слоя деталей ГТД и, соответственно, повыжение несущей способности при приемлемой трудоемкости обработки.

Был произведен расчет и экспериментальная проверка алмазного выглаживания вала-рессоры двиг, АЙ-2С г. применением математической зависимости (12) по специальной программе для ЭВМ. В качестве пред-вествупщей выглаживанию обработки применяли илифование. Расчет показал, что снижение твердости с НВ 3500 до НВ 2350 за счет устранения термообработки, может привести к повыаению предела выносливости вала-рессоры. Увеличение подачи до S-0,12 мм/об приводит к значительному уменьвенивJby, в то же время повыжение силы выглаживания Ру

с 200 до 300 И приводит к увеличении его значения.

Таким образом, для выглаживания вала рессоры можно рекомендовать такие режимы: Ру - 300 И; 3 - 0,08 мм/об; Ксф = 3 мм. При этом прогнозируемый коэффициент упрочнения по сравнению с жлифованием получается равным^- 1,40 с отклонением от фактического значения, полученного сравнительными испытаниями на усталость упрочненных валов-рессор, 5 - 77..

Аналогичный расчет оптимальных режимов •■ ультразвукового упрочнения бал проведен применительно к лопаткам первой ступени компрессора двиг. Д-Зб с применением математической зависимости (13) по специальной программе для ЭВМ.

Оптимизация режимов показала, что увеличение продолжительности упрочнения до 300с и скорости соударения вариков с лопаткой до 50 м/с приводит к заметному уменьаению , в то же время увеличение обьема камеры с жариками до 0,4 м приводит к повыженив его значения.

Таким образом, ультразвуковое упрочнение лопаток компрессора из сплава ВТЗ следует проводить в камере объемом 0,4 м в течение не более ЗООг со скоростью соударения V - 28 м/с, что подтверждено испытаниями на усталость упрочненных лопаток первой ступени компрессору

ра двиг. Д-ЗБ. При этом, достигается получение у> - 1.26 и, соответственно. повкжение несущей способности лопаток компрессора из сплава ВТЗ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Реяена крупная народохозяйственная задача технического и технологического обеспечения ресурса энергетических установок, на основе применения новых упрочняцих технологий и разработанного математического аппарата для оптимизированного выбора режимов и прогнозирования несущей способности высоконагруженных деталей.

?.. Осучествлено системное исследование свойств поверхностного слоя деталей ГТД (валов, дисков), создаваемого на финижных операциях с применение» алмазного выглаживания.

Показано, что уровень и характер распределения остаточных напряжений в деталях с толщиной стенки до 2...3 мм, в основном, определяется соотношением пластически и упругодеформированных слоев металла и видом напряженного состояния от предшествующей обработки, Отно-вение глубины наклепа к толщине стенки не должно превышать 0,1,

Установлено, что деформационное упрочнение тонкостенных валов необходимо производить по наружной и внутренней поверхностям на сглаживающем режиме с целью обеспечения их равнопрочности, При этом масштабный фактор практически не проявляется

3, Показано, что дополнительным резервом в повышении несущей способности деталей из высоколегированных сталей со структурой сорбита является более полное использование запаса пластичности применение второго рабочего хода алмазного выглаживания с увеличенной силой (пропорциональной степени наклепа после первого рабочего хода) и уменьшение кратности приложения нагрузки,

4, Эффективность деформационного упрочнения деталей ГТД, работающих при знакопеременных нагрузках в условиях повышенных температур, в значительной мере определяется соотношением параметров наклепа. При небольших ресурсах и температурах, не превышающих температуры рекристаллизации металла, более значительный эффект дает применение режимов упрочнения, обеспечивающих большую глубину при умеренной степени наклепа, что замедляет процесс охрупчивания металла с поверхности детали, способствуя переводу очага зарождения усталостной трещины в упруго-деформированную ссрцевину. Эффективность деформационного упрочнения деталей из сталей 40ХН2ИЙВ и 13Х11Н2В2НФ1 в значительной мере сохраняется до 400°С, из сплава ХН77ТВР - дп ВОО'п.

5. Установлено, что алмазное выглаживание и упрочнение шариками деталей ГТД позволяет н 1,2... 1.5 р«:за увеличить пределы выносливости и в 1,3...П.О раза уменьшит» их рассеяние, что свидетельствует о нейтрализации технологических концентраторов напряжений, созданных на предшествующих операциях механической обработки, и стабилизации

свойств поверхностного слоа. Основной "вклад" в повывение несущей способности натурных деталей с концентраторами напряжений оказывают сжимающие остаточные напряжения с достаточной глубиной залегания в зонах надреза, галтели и напрессованной втулки. Для повнаения несущей способности валов и дисков ГТД п радиальными отверстиями необходимо их кромки пластически деформировать таким образом, чтобы линия сопряжения закругляющей фаски с поверхностью отверстия не проходила через область максимальной напряженности.

В. Показано, что ультразвуковое упрочнении межпляовнх дисков компрессора из жаропрочного гплапа ХН73ТВП двиг. Д-30 после обработки в пгевдогжижеином слие абразива сопровождается благоприятным изменением элементного состава тонкого поверхностного слоя - уменьшением пропиптнпго содержания неметаллических включений за счет разрушении ./Гф,(яийнмх частиц упрочнявшими шариками и пластичегкой деформации. лндавливающей их нп поверхность.

7. Создана установка и технология нневмодробеструйного упрочнении титановых лопаток компрессора с топкими легкоповреждаемыми кромками. Упрочнение сопровождается образованием благоприятного микрорельефа порорхност; за счет скользящего удара яариков полностью устраняются следы вальцовки и механической обработки ■• технологических концентраторов напряжений; поверхность имеет вид ячеек, представляющих собой микрогалтели, снижающие локальную концентрацию напряжений: после упрочняющей обработки распределение дислокаций в зоне металла, непосредственно примыкающей к поверхности спинки лопатки становится более однородной по сравнению с виброполированием,

8. Анализ факторов, влияющих на изменение сопротивления усталости деталей ГТД, позволил создать математическое описание процесса поверхностного пластического деформирования, разработать алгоритм и программу для расчета безразмерных комплексов математической модели коэффициента упрочнения с учетом режимов обработки, механических характеристик, структура материалов, уровня концентрации нап-

ьг

ряжений, масштабного фактора и повышенных температур.

9. С помощью теории подобия и анализа размерностей впервые получены математические модели коэффициентов упрочнения натурных деталей энергетических установок методами алмазного выглаживания, обкатки роликами и ультразвукового упрочнения шариками. Эти модели позволяют прогнозировать ожидаемую величину коэффициента упрочнения натурных деталей и оптимизировать режимы ППД с помочью ЭВМ по ene циально разработанным программам на стадии внедрения технологического процесса в производство. Апробация модели коэффициента упрочнения показала удовлетворительную сходимость рассчитанных и экспериментальных значений коэффициентов упрочнения, полученных автором и взятых из литературных источников.

10. Разработана методика и создано оборудование для моделирования условий соударения деталей ГТД с инородным телом и оценки их ударной прочности на стадии разработки технологического процесса с применением поверхностного деформационного упрочнения. Установлено, что упрочнение лопаток компрессора из сплава ВТ8 шариками в ультразвуковом поле на 402 повывает величину энергии, затраченную на их ударное разрувение, в основном, за счет действия остаточных сжимающих напряжений, нейтрализующих неблагоприятное влияние наклепа тонкого поверхностного слоя и уменьшающих уровень действующих растягивающих напряжений от центробежных нагрузок.

11. Разработана методика и установка для оценки влияния дополнительных вибрационных нагрузок на сопротивление усталости при консольном изгибе с вращением. Получена математическая зависимость, позволяющая прогнозировать изменение предела выносливости при наличии вибрационных нагрузок с учетом механических характеристик материалов, концентрации напряжений и параметров эксплуатационного спектра нагружения деталей ГТД,

12. Разработаны новые установки и технологии деформационного упрочнения шариками малоразмерных лопаток с тонкими кромками, круп-

ногабаритных валов, дисков, лопаток вентилятора и др. деталей двигателей 0И-20, ТВЗ-117, Д-36, Д-18Т. Разработанные упрочняющие технологии, рекомендации по оптимизации режимов ППД и оценке его эффективности внедрена на предприятиях авиационной промышленности и Минэнерго Украины, что позволило значительно повысить надежность и долговечность высоконагруженных деталей энергетических установок и получить фактический экономический эффект около 700000 руб. в ценах 19Я0 г.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Яценко В.И., Зайцев Г.З., Притченко В.Ф, и др. Повышение несущей способности деталей мажин алмазным выглаживанием. - II.: Иажи-ностроение. 1985. - 232 с,

2. Богуслаев В,Д., Яценко В.К., Притченко В.Ф. Технологическое обеспечение и прогнозирование несущей способности деталей ГТД. - К.: Изд. Фирма "Манускрипт" при управлении делами АН Украины, - 1993. -333 с. , ... ,

3. Яценко В.К., Кореневский Е.Я., Бондарь Н;П, Влияние алмазного выглаживания на качество поверхности и усталостную прочность стали ЗИ-961. // Пробл. прочности, -1972. - Н1. - С. 105-108.

4. Яценко В.К,, Кореневский Е.Я,, Семенов Р.А. и др. Влияние алмазного выглаживания на качество поверхности и усталостную прочность стали Х12Н¥БФ.//йвиац.пром-сть - 1973,-НЗ.- С. 27-30.

5. Яценко В.К.. Притченко В.Ф., Ивщенко Л.Я. Оценка рассеяния пределов выносливости при применении алмазного выглаживания, //йвиац.пром-сть. - 1978. - N12.-0.18-20

6. Яценко В,К. Статистическая оценка эффективности, поверхностного упрочнения деталей ГТД. // Йвиац. пром-сть.- 1979.- N12. -

С. 17-19.

7. Яценко В.К., Кореневский Е.Я,, Ивщенко Л.И. Влияние способов обработки на чувствительность стали ЗИ-961 к концентрации напряжений при переменных нагрузках. // Пробл. прочности. - 1972.- N2, -

Ьк

С. 107-350.

8. Яценко В.К., Кореневский Е.Я., Ивченко Л.И. Повышение выносливости деталей с прессовыми посадками алмазным выглаживанием. // Вести, мавиностроения. - 1972. - N7,- С, 52-54,

9. Яценко В.К., Кореневский Е.Я., Ивженко Л.И. Повыжение выносливости стали ДИ-1 в условиях прессовых соединений и коррозионной среды. // Пробл. прочности. - 1974. - N12. - С. 96-98.

10. Яценко В.К., Кореневский Е.Я.. Бакай Й.Ф. и др. Алмазное выглаживание тонкостенных валов КВД. // йвиац. пром-сть. - 1975. -N1. - С. 21-33.

11. Зайцев Г.З., Яценко В,К. Влияние режимов упрочнения алмазным выглаживанием на усталостнуп прочность валов. // ЦНИИТКЙВ,-1975. - Кн.112. - С. 228-233.

12. Яценко В.К., Кореневский Е.Я.. Петергеря Д.У. и др. Влияние алмазного выглаживания на качество поверхности валов винта ГТД. // йвиац. пром-сть. - 1976. - «7,- С. 20-22.

13. Яценко В.К., Притченко В.Ф. Повывение усталостной прочности тонкостенных валов ГТД. // йвиац. пром-сть. - 1980. - N4. -

С. 23-25.

14. Яценко В.К. Оценка эффективности алмазного выглаживания деталей ГТД. // Пробл. прочности. - 1983. - N6. - С. 115-119.

15. Благовещенский В.И., Яценко В.К., Притченко В.Ф. и др. Пневмоимпульсная обработка внутренних поверхностей валов ГТД. // йвиац. пром-сть. - 1984. - N2. - С. 14-17.

16. Яценко В.К., Богуслаев В.А,, Притченко В.Ф. Отделочноупроч-нявщая обработка внутренних поверхностей валов ГТД, // йвиац. пром-сть. - 1992. - N12. - С. 7-9.

17. Зайцев Г.З., Мамаева Е.И., Яценко В.К. Закономерности изменения сопротивления усталости сталей при двухчастотном нагружении. // Вестн. мавиностроения. - 1975.- N5, - С. 25-27,

18. Зайцев Г.З., Яценко 8.К. Влияние концентрации напряжений на

сопротивление усталости стали при двцхчастотном нагружении. // Заводская лаборатория. - 1977,- НИ. - С. 1898-1401.

19. Яценко В.К.. Зайцев Г.З. Оценка усталостной прочности сталей при двухчастном нагружении. // Вести, мажиностроения, - 198В,

- N1. - С. 15-17,

20. Яценко В.К., Кореневский Е.Я., Петергеря Д.М. Повыжение выносливости сплава ЭИ-437Б. // йвиац. пром-сть.- 1972. - N1.-C. 58-60,

21. Зценко В.К., Кореневский Е.Я. Устойчивость физико-механических характеристик поверхностного слоя сплава ЭИ-437Б при повывен-ннх температурах. // Резание и инструмент, йзд-во ХГЗ. 1375, вып. 12. - С. 56-00.

22. Яценко В.К., Кореневский Е.Я., Петергеря ДЛ. Устойчивость эффекта алмазного выглаживания стали ЭИ-961 при повыженных температурах. // Металловедение и термич. обработка металлов.

- 1973. - НО. - С. 77-78.

23. Яценко R.K., Зайцев Г.З. Влияние алмазного выглаживания на выносливость при повыиенных температурах стали 40ХНМА. // Металловедение и термич. обработка металлов. - 1974. - N12. - С. 21-23.

24. Яценко В.К,, Кореневский Е.9. Эффективность ультразвукового упрочнения лопаток турбины при поваженных температурах. // йвиац. пром-сть.- 1987. - Н6. - С. 27-28,

25. Яценко В.И. Оценка эффективности деформационного упрочнения деталей ГТД при повыженных температурах. // йвиац. пром-сть. -1990. - N7. - С. 24-26.

ZG. Зценко В.К,, Кореневский Е.Я., Думанская В.й. Алмазное выглаживание дисков компрессора ГТД.//йвиац. пром-сть,- 1983. - N8. -С. 18-19.

27. Яценко В.К., Сахно ft.Г. Оценка усталостной прочности межпазовых дисков компрессора. // Лвиац. пром-сть,- 1990.- N11.-С. 24-26.

28. Сахно А.Г., Яценко В.К., Стебельков И.А. Оптимизация режима ультразвукового упрочнения ободной части дисков компрессора. //

Авиац. пром-сть. - 1973. - N2. - С. 12-13.

29. Кореневский Е.Я., Яценко В.К. Восстановление рабочих лопаток компрессоров виброгалтовкой. /7 Самолетостроение и техника воздушного флота: Сб. науч. тр. - ХАИ.- 1970. - N22. - С. 121-126.

30. Кореневский Е.Я., Яценко В.К. Выбор рационального режима виброгалтовки при упрочнении деталей из титанового сплава ВТ8. // Пробл. прочности. -- 1970, - N11. - С. 23-25.

31. Кореневский Е.Я., Яценко В.К., Хуповка В.П. Оценка эффективности упрочнения вибро -и гидрогалтовкой лопаток компрессора из стали 14Х17Н2. // йвиац. пром-сть. - 1964. - N7. - С. 22-23.

32. Яценко В.К,, Стебельков И.А., Притченко В.Ф. и др. Выбор оптимального режима при поверхностном упрочнении лопаток газотурбинных двигателей в ультразвуковом поле. // Пробл. прочности. - 1985 -N8. - С. 68-71.

33. Богуслаев В.П., Яценко В.К., Гармав Я.В. Пневмодробеструй-ное упрочнение лопаток ГТД. J/ Пробл. прочности. - 1995,- Н8. -

С. 91-94.

34. Яценко В.К.. Стебельков И.А., Притченко В.Ф. и др. Сопротивление лопаток ГТД ударным нагрузкам. // йвиац. пром-сть.

- 1983, - N4. - С. 15-17.

35. Яценко В.К., Иихайлов С.Б., Стебельков И,А. и др. Сопротивление лопаток усталостному разрушению и ударным нагрузкам. // Авиац. пром-сть. - 1984. - N5. - С.20-22.

36. Яценко В.К., Иихайлов С.Б., Притченко В.Ф. 9дарная прочность лопаток ГТД. // Пробл. прочности. - 1989. - С. 113-116.

37. Яценко O.K. Оценка эффективности алмазного выглаживания с помочью теории подобия усталостного разрушения. // Пробл. прочности.

- 1980. - N1. - С. 56-58.

38. Яценко В.К. Комплексная оценка эффективности алмазного выглаживания деталей маиин. // Резание и инструмент: Сб. науч. тр. -ХПИ. - 1983. - N29. - С. 85-91.

ЗЭ. Яценко З.К., Костенко Н.П. Критерии оценки поверхностного упрочнения деталей машин. //Проблемы прочности,- 1985,- ЯЗ.- П.23-26.

40. Яценко В.К., Асатцрян Л.В. Критерии оценки алмазного вигла-•иеанкя деталей ГТД. // йвиац. прон-сть. - 1386.- N5. - С. 17-13.

41. Яценко В,К., Кичаев В.П. Критерии оценки коэффициента упрочнения деталей машин. // Пробл. прочности. - 1989,- N3. - С. 62-65.

42. Яценко В.К., Думанская В.А, Модель коэффициента упрочнения деталей ГТД. // Пвиац. пром-сть, - 19Э1. - К10.~ С.13-16.

43. Яценко В.К. Расчет коэффициента упрочнения деталей ГТД шариками в ультразвуковом поле, // Пробл. прочности. - 1991. - N8. ~ С. 78-81.

44. Bogusl aev U.fi., Vatsenko U.K. The fetbods of resístanse for the )oH-carbons steels fatigue failure. // Fracture «echanics: successes and probleas.- Collection of Abstracts.- Part II.- Lviv. 1993,- р. 480-461.

45. fl.c. 870093. Н.Кл. B24 B39/02. Устройство для отделочно-упрочнявщей обработки. /Л.И. Ивченко, В.П. Чупров. В.К. Яценко и др. Опубл. 1981. Бюл. N37.

46. fl.c. 1301673. В24 С 1/00. Способ абразивоструйной обработки внутренних поверхностей деталей. /В.И. Благовещенский, В,К. Яценко, В.Ф. Притченко и др. Опубл. 1987. Бюл. К13.

47. fl.c. 14437201. В 24 С 1/10. Способ дробеструйной обработки поверхностей деталей. /В.И. Благовещенский, В.К. Яценко, В.Ф. Притченко. Опубл. 1988. Бюл. N42.

48. fi.c. 1466914. В 24 В 39/02. Устройство для обработки внутренних торцовых поверхностей корпусных деталей. /В.Ф. Притченко, В.И. Яценко. П.С. Рывкин и др. Опубл. 1989. Бел, НИ.

49. fi.c. 1122187. G 01 И 7/00. С 01 Н 3/30. Установка для динамических испытаний образцов и деталей машин. /С.Б. Михайлов. В.Г. Михайлов. В.К. Яценко и др. Опубл. 1984. Бвл. N42.

50. А.с. 1460636. G 01 М 7/00. G 01 Н 3/30. Установка для дина-

hs,

мических испытаний. /В.К. Яценко, C.D. Михайлов. В.Ф. Притченко. Опубл. 198Э. Бил. N7.

5Î. A.c. 174100В, G 01 H 3/08. Способ испытания на прочность элемента обода лопаточного диска турбоаавины. /А.Г. Сахно. В.К. Яцен-ко, В.И. Благовещенский и др. Опубл. 1992. Бел. N22.

Yatsenko U.K. Forecasting and technological provision with earring ability of energetic, installations parts. Dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences on Speciality 05.02.01. engineering laterials in sachine building Zaporozhye State Technical University, Zaporozhye, 199Б

Presented are 130 published articles, 10 certificates of patented inventions where «ethodological and thearet.ical develop-sents are presented, their experiaental tests on ioproving the carrying ability of the aost. loaded parts of energetic installations «ere realised with iethods of surface plastic deforsation. Conforeity with expcriuental and calculated results «as shown.

Яценко B.K, Прогнозування та технолог!чнг; забезпечення несучо! здатност! деталей енергетичних установок. Дисертащя на здобуття наукового ступеня доктора техшчних наук 31 спец1альност1 05.02.01 -матер^алоэнавство в мавинобцдуванш, Запор^зький дервавний тсх-н5чний университет, Запор1ввя, 193В.

Захищавться 130 наукових праць, 10 авторських св1'доцтв на вина-ходи, як1 mictatb методичш та теоретичш розробки i 'îxhb експери-ментальну переварку по п^двищеннв несучо! здатност] найб!льв наван-тавених деталей енергетичних установок методами поверхневого пластичного деформуванна. Показано bîдпов1'дн1"сть експериментальних роз-рахункових результатов.

Клвчов! слова:

критерий, довговз'чнеть, концентрация. цикл]"чне навантавепня.

втомна тр5щина, модель, газотурб^нний двигун.