автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Разработка ресурсосберегающей восстановительной технологии для лопаток турбины высокого давления из жаропрочных никелевых сплавов

На правах рукописи

БЕРДНИК ОЛЬГА БОРИСОВНА

РАЗРАБОТКА РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ЛОПАТОК ТУРБИНЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ИЗ ЖАРОПРОЧНЫХ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ

Специальность 05.16.01 -Металловедение и термическая обработка металлов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Нижний Новгород - 2009

003461857

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Нижегородском государственном техническом университете им. P.E. Алексеева»

доктор технических наук, профессор Скуднов Вениамин Аркадьевич

доктор технических наук, профессор Сандлер Натин Гиршиевич доктор технических наук, ОКБМ (г. Нижний Новгород)

доктор технических наук, профессор Геннадий Николаевич Гаврилов Нижегородский государственный технический университет им. P.E. Алексеева (г. Нижний Новгород)

Ведущая организация: ОАО ННИИММ «Прометей» (г. Нижний Новгород)

Защита диссертации состоится «27» февраля 2009 года в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.165.07 при Нижегородском государственном техническом университете им. P.E. Алексеева: по адресу: 603600, Н.Новгород, ГСП 41, ул. Минина 24j корп. 1, ауд.258.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государствен ного технического университета им. P.E. Алексеева

Ваш отзыв на автореферат, заверенный печатью организации, просим высылать п указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета

Автореферат разослан J& » января 2009 года

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

SkJ

Ульянов В.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность

Одной из актуальных комплексных и экономически выгодных задач является продление ресурса турбинных лопаток газотурбинных установок путем восстановительной технологии, обеспечивающей улучшение функциональных характеристик структуры поверхности деталей в сочетании с мероприятиями по повышению мате-риало- и энергосбережения, обеспечение экологичности и безопасности ремонтных технологий.

Лопатки турбины высокого давления (ТВД) являются наиболее ответственными деталями газотурбинных двигателей. Они эксплуатируются в сложных условиях при высоких температурах, больших механических нагрузках, которые при наложении центробежных сил, влиянии активных газовых сред, могут достигать критических значений.

Большое влияние на работоспособность оказывает повреждение лопаток. Появление трещин в процессе эксплуатации, обеднение поверхностного слоя легирующими элементами (хромом, титаном, алюминием, бором) способны приводить к существенному изменению структуры, ухудшению свойств материала, а в дальнейшем и к разрушению. На состояние поверхностного слоя лопаток оказывают влияние состав рабочей газовой среды и скорость ее потока. Поэтому работоспособность связана с наработкой двигателя в процессе эксплуатации, особенно, когда детали работают при высоких температурах (800 - 850)°С. Применение жаростойкого покрытия повышает работоспособность и эксплуатационную стойкость.

Работа выполнялась по ФЦП «Интеграция» в рамках УНЦ НГТУ «Физические технологии в машиностроении» по направлению «Разработка научных основ низко-и высокоупрочняющих технологий на основе исследований закономерностей поведения структур, строения изломов и предельных характеристик металлов» в 2005 г., по ведомственной научной программе «Развитие научного потенциала высшей школы» по проекту: «Развитие эффективной системы научно-исследовательской работы и подготовки кадров на кафедре «Металловедение, термическая и пластическая обработка металлов» НГТУ и ее филиалах (НфИМАШ РАН, ОАО «Красная Этна», РУМО) по этапам: этап 1 - «Развитие методики оценки и выбора состояний материалов на основе принципов управления предельным состоянием для совершенствования наукоемких технологий»; этап 2 - «Совершенствование наукоемких техно-огий на основе принципов синергетики и повышения предельного состояния ме-1 ллов» с 2005 по 2006 г., при поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (гос. контракт №4702р/4113 от 15.01.07; гос. контракт №5505р/7944 от 17.12.07) «Разработка технологии продления ресурса рабочих и сопловых лопаток турбин повышенной надежности и долговечности с плазменными покрытиями для газотурбинных двигателей газоперекачивающих аг-егатов импортного производства».

Целью работы является изучение и оценка постэксплуатационного состояния структуры лопаток из жаропрочных никелевых сплавов ЧС88У-ВИ, ЧС70-ВИ, МИ-ЗУ и 1п 738, отработавших назначенный ресурс (~ 30 000 час), изыскание пу- \ ей и разработка наукоемкой восстановительной технологии, обеспечивающей про-*4. ?

дление общего ресурса (на ~ 24 ООО часов) на основе управления структурно энергетическими параметрами и повышения предельных характеристик материала.

Научные и практические задачи, решение которых необходимо для достижения цели:

1. Выявление закономерностей связи предельных характеристик жаропрочных ни келевых сплавов с внутренними факторами (размер зерна, форма границ зерен, рас пределение упрочняющих карбидных и интерметаллидных фаз, их фрактальна размерность, концентрация) и внешними факторами (газовая среда, высокие рабо чие температуры).

2. Расчет величины энергоемкости, критерия зарождения трещин, критерия распро странения трещин и их использование для оценки предельного состояния и работо способности материала лопаток ТВД.

3. Разработка вариантов восстановительной технологии лопаток ТВД и их апроба ция.

4. Изучение структурно-энергетического состояния жаропрочных никелевых спла вов в постэксплуатационном состояния и после высокотемпературной восстанови тельной обработки в зависимости от:

а) количества, формы и места расположения карбидной фазы в структуре материала;

б) формы и длины границ зерен (размер зерна), разнозернистости сплавов;

в) фрактальной размерности границ зерен;

г) механических свойств (предел прочности, предел текучести, относительно удлинение, относительное сужение, микротвердость), структуры металла (макр анализ, микроанализа) никелевых сплавов.

5. Анализ влияния структурно-энергетического состояния и энергоемкости на пр дельную деформацию до разрушения с позиции современных представлений (кин тической теории С.Н. Журкова, теории повреждаемости JI.M. Качанова, обобщени предельных состояний В. А. Скуднова).

Объекты исследования:

Жаропрочные сплавы на никелевой основе ХН58КВТЮМБЛ-ВИ (ЧС70-В ТУ14-1-3658-83, ХН57КВЮТМБРЛ-ВИ (ЧС88У-ВИ) ТУ-14-1-Ш8-90, 1п73 ЗМИ-ЗУ (ХН64ВМКЮТ) - в исходном (предэксплуатационном), постэксплуатац онном состоянии и в состоянии после восстановительной термической обработк Газоплазменное порошковое покрытие (ПНХ20К20Ю13-3). Химический состав п крытия представлен в табл. 1, исследуемых сплавов в табл. 2.

Таблица

Химический состав покрытия

Химический элемент Ni Fe Сг Y Со А1 Са Nb Мп С S

Массовая доля, % основа 0,15 18,9 0,09 22,4 14,0 0,06 0,14 0,01 0,15 0,006

Таблица 2

Химический состав жаропрочных никелевых сплавов

Марка сплава Содержание легирующих элементов, масс %

С Cr Со Мо W AI Ti Nb В Другие

ЧС70-ВИ 0,09 15,9 10,5 2,0 5,3 2,8 4,6 0,2 0,02 Y - 0,05

ЧС88У-ВИ 0,09 15,6 10,5 1,9 5,3 3,0 4,6 0,2 0,015 Y - 0,03

IN 738 0,17 16,0 8,5 1,75 2,6 3,4 3,4 0,9 0,01 Zr-0,1

ЗМИ-ЗУ 0,11 13,0 5,0 1,1 7,0 3,0 5,0 - 0,015 Y-0,03; La—0,01; Mg-0,3

Методы исследования: электронная микроскопия и элементный состав с помощью электронного микроскопа Vega//TESCAN, оптическая микроскопия (макро-и микроанализ) на микроскопах МБС-9 и «NEOPHOT 32» с применением цифровой фотокамеры «Olympus»; механические испытания на растяжение (УЮТ) по ГОСТ 1497, измерение твердости по Виккерсу на ультразвуковом приборе МЕТ-У1 по ГОСТ 2276; измерение микротвердости на микротвердомере ПМТ-3 при нагрузке на индентор 2 Н; рентгенофазовый анализ на дифрактометре ДРОН-3; определение плотности и пористости методом гидростатического взвешивания на аналитических весах BJIA-200r-M; статистическая обработка данных с использованием Excel 2007.

Научная новизна работы

1. Установление возможности регенерации микроструктуры и основных рабочих характеристик материала лопаток ТВД, отработавших назначенный ресурс, разработка технологии восстановления структуры и свойств жаропрочных никелевых сплавов методом высокотемпературной обработки.

2. Формирование «зубчатых» границ микроструктуры сплава после эксплуатации с помощью термической обработки. Установление влияния «зубчатых» границ на основные характеристики сплава.

3. Разработка режимов нанесения жаростойкого газоплазменного покрытия на основе интерметаллидной ß- фазы для продления ресурса рабочих лопаток ТВД.

4. Качественная модель связи предельных характеристик сплава с внутренними и внешними факторами. Применение новых критериев разрушения синергетики для определения работоспособности материала.

Практическая ценность работы:

1. В исследовании постэксплуатационного состояния материала лопаток, отработавших назначенный ресурс, практической разработке технологий продления их общего ресурса.

2. В применении «зубчатых» границ зерен в повышении прочностных и пластических характеристик материала.

3. В разработке и применении комплекса восстановительных технологических операций (термическая обработка, нанесение жаростойкого покрытия) для существенного улучшения стойкости к высокотемпературной газовой коррозии рабочей поверхности лопаток.

4. В оценке работоспособности двух сплавов ЧС70-ВИ и ЧС88У-ВИ с помощью новых синергетических критериев разрушения, позволяющих получить новые данные о работоспособности лопаток, которые нельзя получить по механическим свойствам.

Апробация работы

Работа доложена на 10 конференциях: на Научно-технической конференции «Будущее технической науки», НГТУ, Нижний Новгород, 26-27 мая 2005 г., на 11-ой (12-16 февраля 2006 г.), 12-ой (12-6 февраля 2007 г.), 13-ой (25-28 февраля 2008г.) Нижегородской сессии молодых ученых (Технические науки); V Международной научно-технической конференции «Будущее технической науки Нижегородского региона», 19 мая 2006 г., 16 мая 2007 г.; Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития двигателестроения», Самара, 2123 июня 2006 г.; Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы машиноведения: новые технологии и материалы», Нижний Новгород, 2006 г.; 5-ой Международной конференции «Материалы и покрытия в экстремальных условиях», Украина, 22-26 сентября 2008 г.; Юбилейной конференции ИМАШ РАН «Проблемы машиноведения», Москва, 12-14 ноября 2008 г.

Выражаю глубокую благодарность заведующему лабораторией Нф ИМАШ РАН, к.ф-м.н. Тарасенко Ю.П. за предоставленный экспериментальный материал для научных исследований.

Публикации

Основное содержание опубликовано в 16 печатных работах.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов по работе, списка литературы и 2_приложений. Содержит текст на 174 страницах, 24 таблицы, 64 рисунка (включая фотографии микро - и макроструктур), список литературы из 102 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность проблемы, определена цель работы, программа исследований, научная ценность и практическая значимость.

В первой главе приводятся литературные и производственные данные по условиям работы турбинных лопаток в газоперекачивающих установках, исследованию жаропрочных никелевых сплавов, режимам термической обработки и технологии нанесения жаростойких покрытий. Показано, что для объяснения комплексного воздействия многочисленных факторов на мега-, макро- и микро-уровнях на ресурс лопаток ТВД необходимо применить синергетический подход, поясняющий вклад всех составляющих в работоспособность. В структуре наблюдается динамическая иерархичность, требующая рассмотрения взаимодействия более чем двух уровней структуры, а сама работоспособность есть процесс исчезновения, а затем рождения разных параметров порядка в структуре вследствие процесса взаимодействия минимум трех иерархичных уровней системы. Поставлена цель и сформулирована конкретная задача исследования.

Во второй главе приводятся методики проведения экспериментов и обработки полученных данных. В работе использовались: методика расчета комплексов

разрушения синергетики, методика Ю.В. Мильмана для определения характеристик пластичности, получаемых при измерении твердости, расчет плотности и пористости по ГОСТ 18898 «Изделия порошковые. Методы определения плотности содержания масла и пористости», микроструктурный, макроскопический и рентгенофазо-вый анализы.

В третьей главе приведены результаты проведенных исследований. Произведена комплексная оценка двух жаропрочных сплавов на никелевой основе (ЧС88У-ВИ и ЧС70-ВИ) по механическим свойствам и критериям разрушения синергетики (табл. 3). Оба сплава удовлетворяют требованиям для рабочих лопаток турбин. Сплав ЧС88У-ВИ показал лучшие значения энергоемкости и критериев разрушения в области рабочих температур (табл. 3). Установлен интервал рабочих температур: 800-850°С, при котором сохраняется оптимальный комплекс механических свойств (<т„ = 800-850 МПа; 6 = 6-8 %) и синергетических характеристик (IVс = 43,42-102,41 МДж/м3; Кзт = 0,0640-0,137; Крт = (0,0148-0,0384) 106 МДж/м3).

Таблица 3

Комплекс требуемых механических свойств и критериев синергетики для сплавов

ЧС70-ВИ и ЧС88У-ВИ

емпература испытания, С

с® МПа

а0,2, МПа

6, %

V,

%

ьпред

МДж/м3

К,

№Скрнт

МДж/м3

крт, 10"6 МДж/м3

ЧС70-ВИ

20

900

750

0,051

39,48

0,053

19,74

0,0148

850

800

680

0,062

43,42

0,064

21,71

0,0148

900

600

520

10

0,105

57,83

0,111

28,92

0,0150

20 800 900

900 850 650

ЧС88У-ВИ

750 750 550

2,5

12 16

0,041 0,128 0,174

31,25 102,41 105,03

0,042 0,137 0,191

15,63 51,21 52,51

0,0117 0,0384 0,0288

Приведены результаты анализа постэксплуатационного состояния материалов лопаток (ЧС70-ВИ, ЗМИ-ЗУ, 1п738). Установлено, что при наработке ~ 30000 часов в материале лопаток происходят процессы высокотемпературной усталости. На начальной стадии развивается деформационное упрочнение, проявляющееся в изменении микроструктуры, повышении твердости с 3500 до 6700 МПа, снижении коэффициента пластичности материала (8Н) с 0,89 до 0,74. Дальнейшая эксплуатация лопаток будет продолжаться за счет уменьшения запаса пластичности. При одновременном воздействии высоких температур и агрессивной газовой среды в материале протекают коррозионные процессы, которые проявляются в зарождении пористости, что приводит к разупрочнению (рис. 1).

Рис. 1. Микроструктура материала входной кромки пера лопатки из сплава 1п 738 после эксплуатации

Эти процессы наиболее ярко выражены в верхней части пера лопаток у входной кромки, подверженной интенсивному воздействию газового потока (рис. 2).

а МХ100)

Рис. 2. Вид характерных макро- (а) и микро- (&) дефектов пера лопаток ТВД в постэксплуатационном состоянии лопатки из сплава 1п 738

Методом электронной микроскопии и элементного анализа обнаружено наличие серы на границах зерен в дефектной области. Вблизи области разрушения твердость материала понижена (HV ~ 1900 МПа). Микроанализ подтвердил наличие микропор около зоны разрушения, которые, сливаясь, образуют микротрещины, что приводит в дальнейшем к разрушению материала лопатки. Результаты измерений твердости в разных зонах, равноудаленных друг от друга по телу лопатки, приведены в таблице 4.

Механические свойства (предел прочности (ств), относительное удлинение (<5), относительное сужение ((//)) во внутренних слоях пера и замка остаются после длительной эксплуатации практически неизменными и соответствуют требованиям нормативно-технической документации на данные сплавы (табл. 5).

Разработан режим термической обработки для получения микроструктуры фрактальных («зубчатых») границ зерен. Установлено, что наибольшее искривление («зубчатость») границ получается при ступенчатом охлаждении от температуры закалки 1150-1170 "С, выдержка 2 часа, охлаждение: на первом этапе - со скоростью 2,0-5,0 °/мин до 900-800 °С (с печью), на втором этапе - на воздухе до 20 °С с по-

Таблица 4

Значения измерений твердости материала лопатки из сплава In 738

№ лопатки Место проведения измерений твердости по Виккерсу, МПа

замок перо

1 2 3 4 5

1 5260 4160 3570 3420 2570 1870

2 4290 4350 3440 3110 2570 1900

3 3600 2890 2780 2280 1740 1640

4 4630 3760 2930 2730 2630 2430

5 | 4230 3270 4160 3430 3170 2550

Таблица 5

Механические свойства жаропрочных сплавов

Материал состояние Зона анализа О"» МПа 4 % щ %

после экс- перо 670 — _

1п738 плуатации замок 850 3,9 —

после ВТО перо 800 3,2 4,6

замок 870 7,1 9,8

нормируемый уровень свойств по ТУ 800 3,0 5,0

после экс- перо 790 3,0 —

ЗМИ-ЗУ плуатации замок 820 3,6 _

после ВТО перо 880 3,1 2,4

замок 900 6,2 8,1

нормируемый уровень свойств по ТУ 800 3,6 —

после экс- 965 3,7 7,5

ЧС70-ВИ плуатации перо

после ВТО 1040 965 4,0 6,6 7,5 14

нормируемый уровень свойств по ТУ 900 3,0 5,0

Разработан режим термической обработки для получения микроструктуры фрактальных («зубчатых») границ зерен. Установлено, что наибольшее искривление («зубчатость») границ получается при ступенчатом охлаждении от температуры закалки 1150-1170 °С, выдержка 2 часа, охлаждение: на первом этапе — со скоростью 2,0-5,0 °/мин до 900-800 °С (с печью), на втором этапе - на воздухе до 20 °С с последующим старением при температуре 850 °С, выдержка 20 часов, охлаждение на воздухе. Определяющим фактором «зубчатости» границ является скорость охлаж-

дения на первом этапе закалки. Формирование таких границ зерен связано с выделением у'-фазы, декорированной мелкими дискретными карбидами МС, М6С и М2зСб- Микроструктура границ зерен имеет первостепенное значение при интеркри-сталлитном разрушении.

После термической обработки значение микротвердости материала по замку и перу лопатки выравниваются, снижаясь в среднем на 10 % (1п738 - 9 %; ЗМИ-ЗУ -11 %, ЧС70-ВИ - 10 %) (рис. 3), а также уменьшается разброс значений по зерну лопатки. На гистограммах микротвердости материала 1п738 (рис. 4) выделились три пика, соответствующие микротвердости матрицы - (4870^510) МПа, карбидной фазы - 5320 МПа и интерметаллидной фазы - 6280 МПа. После термообработки пики для замковой и перовой частей лопатки совпадают, что подтверждается изменениями в микроструктуре. Наблюдается однородное распределение упрочняющих фаз и измельчение карбидной фазы. Микроструктура материала после термической обработки представлена на рисунках 5-7.

НУ, МПа

ДОДОТО гкдопОСЛвТО заыоадоТО эвыок после ТО

состояние материала

о ь?за а эю-зу □ чето-еи]

Рис. 3. Диаграммы микротвердости сплава на пере и замке лопатки ТВД в постэксплуатационном состоянии и после термической обработки

п

5280 МПа

24 27 30

Рис. 4. Гистограммы микротвердости материала 1п738 пера и замка лопатки ТВД в постэксплуатационном состоянии и после высокотемпературной термической обработки: 1 - перо после ВТО; 2 - перо после эксплуатации; 3 - замок после экс-| плуатации; 4 - замок после ВТО

а б в

Рис. 5. Микроструктура сплава 1п 738 после закалки с температуры 1140 °С: а - скорость охлаждения Уохл = 7,0 °С/мин, (Х250); б - Уохл = 1,5 °С/мин, (Х250); « - V<ШI = 1,5 °С/мин, (Х500)

а б в

Рис. 6. Микроструктура сплава ЗМИ-ЗУ после закалки Т=1170°С, (а, б) -скорость охлаждения У0Хл = 4,5 °С/мин, (Х250), в - граница зерна, (XI ООО)

а б в

Рис. 8. Микроструктура сплава 1п 738: а - сплав в постэксплуатационном состоянии; б - после закалки Т=1200°С, скорость охлаждения Уохл = 2,0 °С/мин; в -Усжл= 7,0 °С/мин, (X 250)

Исследованы различные режимы нанесения жаростойкого покрытия газоплазменным методом из Р-фазного порошка (ПНХ20К20Ю13) дисперсностью -80 мкм, предназначенного для защиты основного материала от воздействия рабочих газов и продления ресурса лопаток ТВД. Разработан режим газоплазменного напыления: I = 450 A; L = 0,080 м; V^ = 30 л, обеспечивающий оптимальное значение микротвердости HV= 3460 МПа; высокую плотность покрытия р = 7940 кг/м3, низкую общую пористость П - 6,84 %.

Фазовый анализ порошка в исходном состоянии, покрытия после напыления газоплазменным методом и различных режимов последующей термической обработки показал, что с ростом температуры отжига количество у'-фазы (№3А1) увеличивается в два раза (с 20 % до 40 %). В покрытии зарегистрированы сжимающие напряжения, оказывающие положительное влияние на эксплуатационные свойства.

Таблица 6.

Результаты рентгенофазового анализа__

Материал Вид образца Режим ТО Фазовый состав

ПНХ20К20Ю13 порошок исходное состояние Р-№А1

покрытие исходное состояние Р-№А1+у'-№3А1 (20%)

750 °С, 4,5 часа (3-№А1 + у'- №3А1 (27%)

800 °С, 4,5 часа Р-№А1 + у'- №3А1 (40%)

Термическая обработка (отжиг) жаростойкого покрытия, проводимая при разных режимах, значительного улучшения по исследуемым физико-механическим показателям не дала. Все изменения параметров находятся в пределах ошибки.

Исследовано состояние жаростойкого покрытия рабочих лопаток турбины высокого давления, отработавших гарантийный ресурс после восстановительной обработки с фактической наработкой 10794 часа. Исследования проведены на двух лопатках из жаропрочного никелевого сплава 1п 738 и на образцах, вырезанных из них. Визуально-оптическим осмотром обнаружено, что на обеих лопатках в верхней части пера у входной кромки как со стороны спинки, так и со стороны корыта имеются очаги высокотемпературной коррозии в виде скоплений точечных питтингов. Покрытие сохранило целостность по всей поверхности пера. На рис. 8-9 показано состояние покрытия со стороны спинки и корыта. Покрытие толщиной 70-100 мкм имеет плотную структуру. Жаростойкое покрытие после эксплуатации имеет высокую микротвердость (НУ= 6450 МПа), что обусловлено большим содержанием ин-терметаллидных фаз.

а б

Рис. 9. Вид покрытий на пере лопаток из сплава 1п 738 со стороны «спинки» (Х250): а - лопатка № 1, б - лопатка № 2

Рис. 10. Вид покрытий на пере лопаток из сплава In 738 со стороны «корыта» (Х250): а - лопатка № 1,6- лопатка № 2

В четвертой главе рассмотрены существующие представления о предельном состоянии и работоспособности лопаток. Установлено, что отказы лопаток связаны, с одной стороны, с процессами упрочнения за счет упорядочения структуры, с другой стороны, с явлениями повреждаемости (разрыхление, накопление и взаимодействия вакансий, микропор, микротрещин), под действием коррозии.

Наступление предельного состояния в материале определяется: согласно кинетической теории С.Н. Журкова прочностной характеристикой, отражающей природу разрушения - долговечностью (время до разрушения - тр); по концепции повреждаемости Л.М. Качанова и Ю.Н. Работнова мерой повреждаемости (о>), определяемой по относительной площади трещин или пор, накопленных в процессе нагружения; на основе обобщений В.А. Скуднова о влиянии на конечный результат конкуренции одновременно происходящих явлений пластической деформации и разрушения, выраженные в уравнении связи предельной деформации с разрыхлением (рмо/РмкР) с учетом показателей структурно-энергетического состояния (p0(S)), напряженного и деформированного состояния (е^ " п>п), соотношения скоростей релаксации и нагружения (а "/г).

Исходя из рассмотренных теорий, видно, что все авторы рассматривают процесс разрушения твердого тела как временную функцию выживания за счет противодействия искажениям, обусловленным четырьмя факторами (силовым, временным, дефектным и энергетическим). С этих позиций поведение материала лопатки ТВД аналогично поведению системы. B.C. Ивановой предложена функция самоподобия (выживания) системы (F) при наложении на нее внешнего воздействия (предельной деформации).

F=A"m (1)

где Л - мера устойчивости симметрии системы (против накопления упругой деформации); m - двоичный код обратной связи, обеспечивающий выбор пути и стремление к сохранению симметрии системы.

Приложение нагрузки приводит к искажению симметрии кристаллической структуры и сопровождается сначала локальной, а затем глобальной адаптацией. Искажение сопровождается сначала упругой, а затем пластической деформацией, а стремление системы к сохранению симметрии обеспечивается релаксацией напря-

жений. С этих позиций предельная деформация является главным критерием надежности и описывается уравнением:

1

г

Е»Р'° = 1п £г_

(2)

(НВ ^ У

где т=--2 \еаП ——; в котором т в большей степени зависит от твердости, которая определяется химическим составом, структурой и технологией термической обработки, а - показатель вида деформации перед трещиной, П~ показатель напряженного состояния, Урс,/У„аг- соотношение скоростей релаксации и нагружения.

I 1

£"<*" = то*)чт1'**-"-^ ~ 1п(Ро_}«/.^«».г»—»-г-р,Р ркР Для объяснения изменения твердости жаропрочных сплавов в процессе работы в зависимости от хим. состава проанализировано влияние легирующих элементов и изменение их концентрации. Используя химические составы сплавов, приведенные ранее, распишем влияние легирующих элементов р0(ХА1) на работоспособность сплава (учитывая изменение концентрации).

Ро(Хм) = См/Сот +Са/Соа1+Ст/Соп + Сщ/Сот + Св/Сов + Сс/С0сг + О/УСшь +

Сч^Ст + Стс/Сота + С у/С0у (4)

где Сю - доля химического элемента (никеля) в сплаве в рассматриваемом случае (в данный момент);

Сом - доля химического элемента (никеля) в сплаве согласно паспортным данным (в исходном состоянии).

Для каждого сплава влияние легирующих элементов: для сплава ЧС70-ВИ:

р0(Х^С№+20,8Св+8,ЗСу+4,5Сс+2,08Ст+0,2СМо+0,15См+0,09Ст^0,078С№+0,04Ссо +0,03ССг

для сплава ЗМИ-ЗУ:

р0(Хн>=Ст+6б,7Св+22,2Су+5,9Сс++0,78СМо+0,19СА1+0,159Ст1+0,Р9С,у+0>13Ссо+ +0,05ССг для сплава 1п738:

ро(Хл1)=См+62,5Св+0,б8Ст+3,бСс++0,35Сио+0,18СА1+0,18Сл+0,24С^+0,07Ссо+ +0,04ССг +0,35СТа+10С2г Рабочие напряжения, действующие на лопатку в процессе работы (Ест) - сумма всех напряжений, как со стороны внешней среды, так и внутренние напряжения. В зависимости от причин появления, их подразделяют:

- на силовые (сгг). возникающие за счет действия на лопатку внешней силы (механическая обработка, механические повреждения, давление потока газа (Ргаш) и сила удара частиц, находящихся в турбине (/•„„, п<1частщы);

- на тепловые (сгт). образующиеся в результате разности температур по сечению детали в процессе работы;

- на структурные (аг). возникающие на границах раздела за счет изменения структуры материала лопатки при термической обработке, деградации материала в процессе работы;

- на диффузионные (ап). образующиеся в условиях изменения удельных объемов смежных зон металла, (вследствие их диффузионного насыщения или обеднения поверхностных слоев, какого-либо изменения хим. состава);

- на связанные с нанесением покрытий /~<т„п,„). образующиеся за счет различных коэффициентов линейного расширения покрытия и основы и их различных температур в процессе нанесения покрытия.

Х<т=0>- + £Гу+ Ос + СТВ + (5)

Рассмотрена роль концентрации вредных примесей в газе (Сраш). Газовая смесь состоит из С, Н, Ыа, С1, Б, О, N. Аг. Используя химический состав рабочего газа, приведенный ранее, распишем влияние составляющих элементов.

Ро(Сга,а) = САг + I, ЗС5+0,027Сс+0,0005Со+0,0002СМ (6)

Рассмотрение «зубчатых» границ зерен, с точки зрения фрактальности, дает следующий результат: изрезанные границы зерен фрактальны (рис. 10) и обусловлены дробной фрактальной размерностью 2 < Ф < 3. При огрублении границы Ф -> 3. Кривизна границ плоскостей разрушения, объемных форм зон разрушений в кристаллических решетках и фазах имеет свои фрактальные размерности, которые уменьшают концентрацию напряжений на границах раздела и отодвигают момент разрушения. В работе В.А. Скуднова и Т.В. Нуждиной показано выражение (7) для предельной деформации квазихрупкого тела (у/< 10 %; 8< 10 %), которое содержит главные составляющие структуры, общую фрактальную размерность и т.д. Данное выражение применимо для анализа жаропрочных никелевых сплавов, имеющих 8 от 3 % до 7 %.

' ' (7)

2

где N ~ концентрация карбидов; ¿4 - средний диаметр карбида; Фр - общая фрактальная размерность; НВ - твердость; у, - поверхностная энергия; а - физический предел текучести; аоа- условный предел текучести; 5*- сопротивление разрушению.

Из уравнения (7) установлены закономерности поведения предельной деформации квазихрупких материалов от параметров структуры; предельная деформация, при прочих равных условиях, контролируется: твердостью (чем выше твердость, тем е«ред меньше), поверхностной энергией (чем выше уа тем больше епре0) размером включений (чем больше тем меньше Епред), концентрацией включений (чем больше концентрация, тем меньше е„ред), формой (чем выше коэффициент сложности формы, тем меньше е„ре¿,), фрактальной размерностью искажений границ (чем больше фрактальная размерность искажений, тем выше е„ред), микронапряжением (чем выше су, тем ниже е„ред).

Таким образом, коррозия, повышающая степень искажения системы и снижающая предельную деформацию материала, снижает работоспособность лопаток. Фрактальные (изрезанные) границы уменьшают концентрацию напряжений, повышают предельную деформацию материала, повышая работоспособность материала лопаток.

Оценочные расчеты показывают, что учет фрактальной размерности приводит к 10.. .24—х кратному повышению эффективной энергии уэфф =ух Фоб,,,, Уэфф =У* ехР Фоб,,, при 2...5 повышение составит 7,45...151,6. Во столько же раз снизится концентрация напряжений и значительно повысится предельная деформация до разрушения. Следовательно, повысятся энергоемкость и критерии зарождения и распространения трещин.

Используя принцип подчинения синергетики, можно записать качественное эволюционное эволюционное уравнение, объясняющее скорость изменения структуры материала лопаток (составляющие со знаком «+» - повышают работоспособность, со знаком «-» - понижают):

сискажения = 00)1 + Р(ЧЙ2) - 7 (Ч2Я3) + к(ЦзЦд +(р(1), (8)

где а- параметр порядка; Д у,к-управление технологическими параметрами (1/с); д, =и2/2Е - общая упругая энергия материала; ц-2 - энергия за счет деформационного упрочнения материала при работе; - энергия деградации за счет коррозионных процессов (|)3>()2)\ 44- энергия покрытия (д^ЯзУ, <Р(С) - функция неопределенности.

Рис. 10. Схематичное изображение и фото микроструктуры никелевого сплава нефрактальной (а) и фрактальной (б) зернистых структур

В пятой главе проведено экономическое обоснование применения восстановительной технологии лопаток ТВД. По указанным выше технологиям за период с 2006 г. по 2008 г. восстановлено и поставлено в эксплуатацию 15 комплектов рабочих лопаток турбин высокого давления. Операции восстановительной технологии материала лопаток ТВД внедрены в ЗАО НПЦ «Трибоника». Экономическая эффективность восстановительного ремонта лопаток ТВД составила 560002,84 рубля на 1 комплект.

Выводы по работе

1. В работе решена актуальная научно-техническая задача синергетического анализа жаропрочных свойств ЧС70-ВИ, ЧС88У-ВИ, 1п738, ЗМИ-ЗУ, зависящая от связи параметров мега- (газотурбинная установка), макро- (лопатка ТВД) и микроструктура) уровней.

2. Восстановительная термическая обработка жаропрочных никелевых сплавов на определенной стадии эксплуатации лопаток турбины высокого давления является

экономически выгодной. Однако, она ограничена в силу неопределенности структурных изменений, которые выявляются после эксплуатации.

3. Установлены закономерности изменения структуры и представлены характеристики жаропрочных сплавов в зависимости от внутренних (химического состав, состояние поверхности) и внешних (силовые, тепловые нагрузки, газовая среда) факторов, которые выражены в виде аналитических зависимостей. Дана оценка ремонтопригодности лопаток ТВД после длительной эксплуатации.

4. Разработана, апробирована и внедрена ресурсосберегающая восстановительная технология лопаток ТВД, режимы которой подтверждены физико-механическими методами. Для улучшения работоспособности рекомендуются режимы термической обработки, обеспечивающие получение «зубчатых» границ зерен. Для защиты от высокотемпературной газовой коррозии рекомендуется нанесение на поверхность пера лопаток ТВД жаростойкого р-фазного покрытия газоплазменным методом.

5. Для комплексной оценки состояния материала лопаток определены прочностные и пластические характеристики, а также применены комплексы синергетики, рассчитанные по этим свойствам. Приведены расчеты критериев разрушения синергетики в области рабочих температур по соотношению показателей, характеризующих величины пластической деформации, упрочнения и разрушения, позволяющие количественно определить соотношение процессов зарождения и распространения трещин.

Основные публикации по теме диссертации

Научные статьи, опубликованные в изданиях рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ

1. Тарасенко Ю.П. Аналитическая оценка постэксплуатационного состояния лопаток ТВД двигателей ДЦ59Л и ДЖ59 и технологические особенности их ремонтно-восстановительной обработки / Ю.П. Тарасенко, В.А.Сорокин, О.Б. Бердник, Л.А. Кривина // Вестник Самарского государственного Аэрокосмического Университета. -2006.- №2 (10) 4.1 -С.144-149.

2. Скуднов В.А. Выбор оптимальной рабочей температуры никелевых сплавов

/ В.А. Скуднов, Ю.П. Тарасенко, О.Б. Бердник // Технология металлов. Материаловедение.-2008.-№12.-С. 16-19

Научные статьи, опубликованные в российских и региональных периодических изданиях и вузовских сборниках

3. Сорокин В.А. Деградация структуры лопаток 1 ступени ТВД двигателя ДЖ59 при эксплуатации / В.А.Сорокин, Л.А.Кривина, О.Б., Бердник Ю.П Тарасенко // Материаловедение и металлургия. Т.57. - Н.Новгород. - 2006. - С.61-63.

4. Тарасенко Ю.П. Влияние режимов восстановительной термической обработки на структуру и усталостную прочность материала лопаток ТВД двигателя ДЖ59. / Ю.П. Тарасенко, В.А. Сорокин, О.Б. Бердник, Л.А.Кривина, В.П. Севастьянов // Материаловедение и металлургия. Том 61. - Н.Новгород. - 2007 - С. 61-€4.

5. Скуднов В.А. Исследование состояния материала рабочих лопаток ТВД из жаропрочного сплава, восстановленных и отработавших гарантийный ресурс

/ В.А. Скудное, О.Б. Бердник, Ю.П. Тарасенко, И.Н. Царева // Материаловедение и металлургия. - Н.Новгород. - 2008. - С.109 -112.

6. Тарасенко Ю.П. Исследование постэксплуатационного состояния материала компрессорных лопаток газотурбинного двигателя ГТК-10И / Ю.П. Тарасенко, О.Б. Бердник, И.Н. Царева, Я.А. Фель // Материалы V Международной научной конференции «Прочность и разрушение материалов и конструкций» - Оренбург. -2008-С. 196-200.

7. Скуднов В.А. Определение синергетических характеристик материала лопаток осевых компрессоров при различных условиях / В.А. Скуднов, О.Б. Бердник, Ю.П. Тарасенко // Материалы V Международной научной конференции «Прочность и разрушение материалов и конструкций» - Оренбург. -2008 - С. 205 - 213.

8. Тарасенко Ю.П. Исследование причин разрушения лопаток турбины низкого давления / Ю.П. Тарасенко, О.Б. Бердник, И.Н. Царева // Материалы V Международной научной конференции «Прочность и разрушение материалов и конструкций» -Оренбург. -2008 - С. 213-219.

9. Тарасенко Ю.П. Ремонтно-восстановительная технология с применением плазменных покрытий для лопаток газотурбинных двигателей газоперекачивающих агрегатов / Ю.П. Тарасенко, О.Б. Бердник, И.Н. Царева, Я.А. Фель // Материалы 10-ой международной научно-практической конференции «Технология ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки». - Санкт-Петербург. - 2008 г. - Ч. 1. - С.542 - 550.

10. Тарасенко Ю.П. Повышение надежности и ресурса турбинных лопаток газоперекачивающих агрегатов /О.Б. Бердник, И.Н. Царева, Я.А. Фель // Сборник трудов юбилейной конференции «Проблемы Машиноведения» ИМАШ РАН. - Москва. -2008-С. 528-531.

Тезисы докладов и выступлений

11. Скуднов В.А. Комплексы разрушения синергетики для оценки состояния сплавов ЧС70-ВИ и ЧС88У-ВИ / О.Б. Бердник // Научно-техническая конференция «Будущее технической науки», НГТУ. - Нижний Новгород. - 2005. - С.178.

12. Скуднов В.А. Деградация структуры лопаток ТВД при эксплуатации / Ю.П. Тарасенко, В.А. Сорокин, Л.А. Кривина, О.Б. Бердник //11-я Нижегородская сессия молодых ученых (технические науки). - Н. Новгород. - 2006. - С.2 3.

13. Тарасенко Ю.П. Определение перспективы дальнейшего использования рабочих лопаток ТВД после эксплуатации в течение двух назначенных сроков и промежуточного. / В.А. Сорокин, О.Б. Бердник, Л.А. Кривина // Всероссийская научно-техническая конференция Проблемы машиноведения: новые технологии и материалы. - Н. Новгород. - 2006, С. 104.

14. Скуднов В.А. Оценка постэксплуатационного состояния и ремонтно-восстановительная технология лопаток турбины высокого давления / В.А. Сорокин, Ю.П. Тарасенко, О.Б. Бердник // 12-я Нижегородская сессия молодых ученых (технические науки). Н. Новгород. - 2007 - С. 43 - 44.

15. Тарасенко Ю.П. Исследование выносливости рабочих лопаток турбины высокого давления с теплозащитным покрытием / В.А. Скуднов, В.А. Сорокин, О.Б. Бердник // Научно-техническая конференция «Будущее технической науки» - НГТУ, Н. Новгород .-2007-С. 187

16. Тарасенко, Ю.П. К вопросу усталостного разрушения рабочих лопаток, / О.Б. Бердник, И.Н Царева // 13-я Нижегородская сессия молодых ученых (технические науки). - Н.Новгород. - 2008 - С.57.

Подписано в печать 19.01.2009. Формат 60x84 1/i6. Бумага офсетная. Печать офсетная. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 31.

Нижегородский государственный технический университет им. P.E. Алексеева.

Типография НГТУ. Адрес университета и полиграфического предприятия: 603950, Нижний Новгород, ул. Минина, 24.

ВВЕДЕНИЕ

1 ГЛАВА Условия работы высокотемпературных деталей газотурбинных установок и применяемые для них материалы

Газовые турбины. Принцип действия. Условия работы лопаток турбины высокого давления

1.2 Методы изготовления лопаток

1.3 Классификация повреждений и процессов разрушения рабочих лопаток ТВД

1.4 Требования, предъявляемые к материалам и состоянию поверхности деталей турбин 16 >

1.5 Сплавы на никелевой основе, используемые для изготовления лопаток ТВД

1.6 Влияние легирующих элементов на электронном уровне

1.7 Термически стабильные сплавы и особенности их структурного состояния (IV уровень неравновесности)

1.8 Превращения в твердых растворах на основе никеля

1.9 Влияние фазового состава на свойства сплавов

1.10 Влияние микроструктуры на свойства сплавов

1.11 Влияние режимов термической обработки на структуру и свойства сплавов

1.12 Пути достижения прочности сплавов на никелевой основе

1.13 Жаростойкие покрытия

1.14 Диссипативные процессы и структурообразование. Роль поверхности в диссипации энергии при деформации

ВЫВОДЫ по 1 ГЛАВЕ

2 ГЛАВА Методика проведения экспериментов

2.1 Образцы и материалы

2.2 Измерение микротвердости поверхности

2.3 Контроль материала по фазовому составу (качественный фазовый анализ)

2.4 Методика определения механических свойств

2.5 Макроструктурный и микроструктурный анализ

2.6 Методика определения пористости покрытия

2.7 Обработка результатов прямых измерений

2.8 Методика расчета комплексов разрушения синергетики

2.9 Методика определения характеристик пластичности, получаемых при измерении твердости

ГЛАВА Результату работы ■

3.1 Оценка предельного состояния жаропрочных никелевых сплавов 4G70-BH

И ЧС88У-ВИ в области рабочих температур

3.2 Анализ постэксплуатационного состояния лопаток ТВД

3.3 Выбор режимов восстановительной термической обработки для продления ресурса работы материала

3.4 Результаты по оптимизации режима нанесения жаростойкого покрытия

3.5 Анализ состояния жаростойкого покрытия после эксплуатации 115 ВЫВОДЫ по 3 ГЛАВЕ

4 ГЛАВА Обсуждение результатов

4.1 Общие представления о состоянии, работоспособности лопаток предельное состояние) и поведении структуры

4.2 Энергетические критерии разрушения

4.3 Кинетическая теория прочности С.Н.Журкова

4.4 О связи плотности.(степени разрыхления) с текущей деформацией

4.4.1 Уравнение связи плотности с текущей деформацией

4.4.2 Уравнение связи предельной деформации с разрыхлением

4.5 Напряженно-деформированное состояние и прочность лопаток при термоциклическом нагружении

4.6 Метод расчетного определения коэффициентов интенсивности напряжений

4.7 Концепция повреждаемости Л.М. Качанова и Ю.Н. Работнова

4.8 Анализ повреждения сплавов лопаток ТВД, исходя из рассмотренных теорий

4.9 Рассмотрение «зубчатых» границ с точки зрения фрактальности

4.10 Объяснение поведения системы с помощью принципа подчинения

4.11 Влияние примесей на диффузионную проницаемость границ

4.12 Упрочнение материала при отжиге 158 ВЫВОДЫ по 4 ГЛАВЕ 161 5.

ГЛАВА Разработка практических рекомендаций по применению результатов работы 5.1 Экономическое обоснование применения восстановительной технологии лопаток ТВД

ВЫВОДЫ по 5 ГЛАВЕ

Одной из актуальных комплексных и экономически выгодных задач машиностроения является продление ресурса турбинных лопаток газотурбинных установок путем восстановительной технологии, обеспечивающей улучшение функциональных характеристик структуры поверхности деталей в сочетании с мероприятиями по повышению материало- и энергосбережения, обеспечения экологичности и безопасности ремонтных технологий.

Лопатки турбины высокого давления (ТВД) являются наиболее ответственными деталями газотурбинных двигателей. Они эксплуатируются при высоких температурах, больших механических нагрузках, наложении центробежных сил, влиянии активных газовых сред, которые в сложных условиях достигают критических значений.

Большое влияние на работоспособность оказывает повреждение лопаток. Появление трещин в процессе эксплуатации, обеднение поверхностного слоя легирующими элементами способны приводить к существенному изменению структуры, понижению свойств материала, а в дальнейшем и к разрушению. На состояние поверхностного слоя лопаток оказывают влияние состав рабочей газовой среды и скорость ее потока. Поэтому работоспособность связана с наработкой двигателя в процессе эксплуатации, особенно, когда детали работают при высоких температурах. Применение жаростойкого покрытия повышает работоспособность и эксплуатационную стойкость.

Целью работы является изучение и оценка постэксплуатационного состояния структуры лопаток из жаропрочных никелевых сплавов ЧС88У-ВИ, ЧС70-ВИ, ЗМИ-ЗУ и In 738, отработавших назначенный ресурс, изыскание путей и разработка наукоемкой восстановительной технологии, обеспечивающей продление общего ресурса на основе управления структурно-энергетическими параметрами и повышения предельных характеристик материала.

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. В работе рассмотрена актуальная научно-техническая задача синергетического анализа жаропрочных свойств ЧС70-ВИ, ЧС88У—ВИ, In 738, ЗМИ—ЗУ, зависящая от связи параметров мега- (газотурбинная установка), макро-(лопатка ТВД) и микро- (структура) уровней.

2. Восстановительная термическая^ обработка жаропрочных никелевых сплавов на определенной стадии эксплуатации лопаток турбины высокого давления является экономически выгодной. Однако, она ограничена в силу неопределенности структурных изменений.

3. Установлены закономерности изменения структуры и представлены характеристики жаропрочных сплавов в зависимости от внутренних (химического состав, состояние поверхности) и внешних (силовые, тепловые нагрузки, газовая среда) факторов, которые выражены в виде аналитических зависимостей. Дана оценка ремонтопригодности лопаток ТВД после длительной эксплуатации.

4. Разработана, апробирована и внедрена ресурсосберегающая" восстановительная технология лопаток ТВД, режимы которой подтверждены физико-механическими методами. Для улучшения1 работоспособности рекомендуются режимы термической обработки, обеспечивающие получение «зубчатых» границ зерен. Для защиты от высокотемпературной газовой коррозии рекомендуется нанесение на поверхность пера лопаток ТВД жаростойкого (3-фазного покрытия газоплазменным методом. м

5. Для комплексной оценки состояния материала лопаток определены прочностные и пластические характеристики, а также применены комплексы синергетики, рассчитанные по этим свойствам. Приведены расчеты критериев разрушения синергетики в области рабочих температур по соотношению показателей, характеризующих величины пластической деформации, упрочнения и разрушения, позволяющие количественно определить соотношение процессов зарождения и распространения трещин.

1. Симе Ч., Хагель В. Жаропрочные сплавы. Пер. с англ. М., Металлургия, 1976.-586■с^ил:;';1.'' . ;.; : ' ;vj.;

2. Гецов Л;Б.! Детали газовых турбин: материалы и прочность: — '2-у ,изд.,, чг.;, ' .г':, , i ' \! , ; .; .1' ;■ ' ; ' ; .• '.' .■ ;;перераб. и доп. J1.: Машиностроение, Л. отд-ние, 1982. - 296 с. ;

3. Химушин Ф.Ф. Жаропрочные стали и сплавы. -М.: Металлургия, 1964-672 с. 4i;.pbCa6jiOBrjEiH'i j Литые лопатки газотурбинных двигателей (сплавы, технология,покрьпия). -iM.: МИСИС, 20011 632 с. : ! . , ,,

4. V^'TS''"V-: 1 г,, f jit, ^ • ; • >:r;i; j . ;; : , ■'.■•,■ред. Л.Б; ГецоваиМ^

5. Ткачев ЕЗ.Н; Методы ^повышения долговечности деталей машин-М.:

6. Машиностроение,! 11971 l — i271 с. ; ! 1 I ;

7. П.Богвинина !{ЛР., I Опарина И.Б., j Новикова ■ О.В. Анализ процесса накопленияiповреждений на различных масштабных уровнях // МиТОМ. -1997. —№4. -С. 17-22.lLiИ

8. ТУ 4819816.00009: Лопатки рабочие левые с жаростойким покрытием турбин ; < высокого-давления агрегатов ГТК-25И, ГТК-10И. Н-Фоминск.: Турбодеталь,1.ll'- ' ' • 'I

9. Погодаев ЛИ: Гидрообразивный, и кавитационный износ судового' ■ ■ ■ ' 11 ' ■ (• 'Mil' :* i' ■■ ! ' 1 ". ' ( , ■' ' ' ! I ''.'■!■■••;)!. j, : J ! , ,'i ■ j. ; . , ; 1. ■ 1 ,;■■■. ^оборудования.-Л. Судостроение, 1984. -254 с. ,'M |i!:

10. Акимов||Л:М. Выносливость жаропрочных материалов. — М.: Металлургия,i■ ! ■--ftr" I ■ I , ■ ,11 i.tf ч; I ' . ',',■.' • | III . .;

11. КабловУ E.H:, Ео^бовский j E.P. Жаропрочность никелевых .сплавов.-М::г> ' ,-'•'». '.'. !'•:!" I ' -i' ' Л' ''I ' ^ u • ■■ -j: ■ ■ ■■ . ' I i " . . '

12. Машиностроение^! 9981-464! c.; i, ' :

13. Свистунов ;T.B. ,Коррозионностройкие сплавы на основе никеля // МиТОМ. -' V'19941-^9:-'Gi9!e 13- ; ' , У л' ! . . ■) :.:>: I \ | |, ',1 ' ■ ' , .•".•• ' ; Л1 ' ' '■ ■,!■ ' | • " I •!■ ' : !'■■ ' ■

14. Жаропрочные и ^жаростойкие металлические i материалы: Физико-химические :; . принципы создания: рборник; л- М:-Наука; 1987; -. 168 е; ; .

15. Трефилов В.И., Моисеев В.Ф.; Дисперсные частицы в тугоплавких металлах:—

16. Киев.: Наукрва'думка,11978. —! 240 е. ; ■:' 'Г- ; • ^ l1,' :i i ' ' .■';! . •

17. Скороход В.В. Роль различных структурных уровней высокотемпературныхматери^шов при определении'критериев их работоспособности. Доклады Vг ' I ■;''.■'.' ' 1 1 j . ' V; • '• V

18. Международной конференций «Материалы и покрытия в экстремальных1. Г : -'г 1 ; 'Iусловиях». 2008: у-С. 5,^6. г -| |. . . • js , .

19. Филатов М.А. Структура и свойства никелевых деформируемых сплавов для1 1 Г.!' -.;'.; 1,j . ' j ,:s '■

20. Г газЬвыхГтурбйн'/В.С. Судаков// МиТОМ: 1994;-№12.-С. 20- 23. •

21. Тылкин! MiA.i Справочник термиста ремонтной службы.' М: Металлургия. 1981.-1648 с.;. . , г' ! ' ; ' '. .-.„1 „V. ,, • V' -.

22. Жаропрочные и жаростойкие стали и сплавы на никелевой основе: Сборник. -М.: Наука, 1984.-231 с.' , : ;

23. Журавлев В'Н, Николаева О.И. Машиностроительные стали. Справочник.1

24. Изд. 3-е перераб. и доп.(—М.: Машиностроение. 1981. — 391 с.1 , < I•• I I

25. Палатник, JI.C., i Фукс, 1М.Я., Косевич В.М. Механизм образования и1.. 'с" | ; '1' '1 субструктура конденсированных пленок. -М.: Наука, 1982, 318 с.i!

26. Жаропрочные и'жаростойкие металлические материалы: Физико-химические1.' ' 1принципы создания: Сборник. М.: Наука, 1987. - 168 с.1 J I '• I It

27. ГОСТ 9.912-89. Стали! и сплавы коррозионностойкие. -М.: Изд-во стандартов.1990,-17 с. И1.I » 1

28. Гуляев А.П. Металловедение. Изд. 5-е перераб. -М.: Металлургия. 1977.

29. Иех Я. Термическая обработка стали. Справочник. Изд. 3-е перераб. и доп./Под ред. Андреева Ю.Г. М.: Металлургия. 1979.

30. Колотухин1 Э.В., Кулешова'Е.А. Структура жаропрочных никелевых сплавовIпосле термовременной'обработки расплава. // МиТОМ. 1995. -№6. - С.6-8.•• ■ I •"•> ? г 1

31. Жаропрочные,сплавы для тазовых турбин /Симе Ч.Т., Феликс П.К., Уиттл Д. и др., под ред. Р.Е. Шапина. -М.: Металлургия, 1981. 480 с.111 I I

32. Жаропрочные и жаростойкие стали и сплавы на никелевой, основе. Под ред. Банных О.А. -М.: Наука, 1984.-243 с.

33. Коррозионные стали ,i и сплавы для оборудования и трубопроводов АЭС /11 I '

34. Азбукин В.Г., Баландин Ю.Ф., Павлов В.Н. и др.— Киев: Наукова думка,1983.-141 с. j '1 , ' ( | ,

35. Жаропрочные и' жаростойкие металлические материалы. Под ред. О.А.

36. Банных, К.Б. Поварова! М.: Наука, 1987. 172 с.-I г '< гп 'I '1.Iтурбин. М.: Машиностроение,' 1993. — 336 с.t I I

37. Коломыцев П.Т., Сметанников Н.П. Защитные покрытия на металлах. — Киев.:I

38. Наукова думка, 1986. ij , /

39. Костецкий Б.И. Износостойкость металлов. М.: Машиностроение, 1980. 52 с.I

40. Ящерицын П.И. Прогрессивная технология) финишной обработки деталей. —1. Минск, 1978.-178 с. ," . . .1 1| • " !

41. Металловедение и технология металлов /под ред. Ю.П. Солнцева. -М.:

42. Металлургия, 1988. 512 с. 1 )|11 I

43. Рыбников А.И., Гецов Л.Бу Термическая обработка лопаток с покрытиями

44. МиТОМ, -1995. №9. - С.21-25.I

45. Моверман Т.С., Радчик И.И. t Ремонт импортных газоперекачивающих/агрегатов. — М.: Недра, 19861 г 1'56 с.

46. Михайлов-Михеев П.Б1. Справочник по металлическим материалам турбо- и моторостроения. М. -Л.: МАШГИЗ. 1961.-838 с.

47. Коломыцев П.Т. Жаростойкие диффузионные покрытия. — М.: Металлургия,1.. • I ' I и "1979,-270 с.

48. Сокол И .Я. Структура и | коррозия металлов и сплавов. —М.: Металлургия,11 ,м 11989,-399 с. " (

49. Хмелевская В.Б., Леонтьев Л.Б., Лавров Ю.Г. Технологии восстановления иtупрочнения деталей судовых механизмов и триботехнические характеристики покрытий. СПб.:СПГУВК, 2002. - 309 с.1. I'

50. Кудинов В.В., Пекшев П.Ю., Белащенко В.Е. Нанесение покрытий плазмой. —

51. М.: Наука, 1991.'-408 с. г55.3инченко В.М. Инженерия поверхности зубчатых колес методами химико' •' ' 1 термической обработки. -М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. — 303 с.

52. Матвеев Ю.И. Повышение ресурса цилиндровых втулок и поршневых колецсудовых дизелей. с использованием метода плазменного напыления:1.ч '

53. Монография.- Н.Новгород: Издательство ВГАВТ. 2002. - 128 с.

54. Коломыцев П.Т. Комбинированноепокрытие для лопаток турбинвысокотемпературных газовых двигателей,,/ В.М. Самойленко //МиТОМ—-.- ■ . , I ! ( t ' • I 'II2006-№12. С. 28-31. 1 . ,

55. Нанесение покрытий плазмой / Кудинов В.В., Пекшев В.Е., Белещенко В.Е. и др.. М.: Наука 1990. -408 с. )'! I ' I

56. Патон Б.Е., Строганов F.B. Жаропрочность литейных никелевых сплавов и защита от окисления. — Киев.: Наукова думка, 1987. 258 с.

57. Евдокименко! Ю.Н., (Киселев В.М., Кадыров В.Х. Высокотемпературное1 , 1 t I | . jгазоплазменное напыление порошковых защитных покрытий // Порошковая(металлургия. 2001. -j-j№3/4.- С. 30-37.

58. Турин--И.И.» Влияние легирования редкими элементами на длительную1 , г» !г 1 j j 1прочность и пластичность никелевых сплавов /B.C. Судаков// МиТОМ. — 1990. -№1'.- С. 50-54: , ''li If I i i ■i" ' 1 , •

59. Демкин Н.Б., Рыжов Э.В. Качество поверхности и контакт деталей машин. —I

60. Ml: Машиностроение, 1981. 244 с.

61. Филатов М.А. Влияние термической обработки на структуру и свойства-I I 'гжаропрочных никелевых сплавов / В.С.Судаков //МиТОМ. 1995 - №6. - С.1 I 112.15. 1 , Iм

62. Аксинази Б.М. i Упрочнение и восстановление деталей машин1 Iэлектромеханической обработкой. — М.: Машиностроение 1989. 200 с.

63. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. — М.: Машиностроение, 1990.— 448с. ; ' '1 , I

64. Кубарев А.И. Надежность в машиностроении. М.: Издательство стандартов,1989.-224 с. ' ''< 1 |11

65. Григорович В.К. Твердость и микротвердость металлов. -М.: Наука, 1976. -230 с.I

66. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия/Я.С. Уманскийj 'i,;и др. -М.: Металлургия, 1982. -632 с. 69:Торелйк "р.С., Расторгуев JI.H., Скаков Ю.А. Рентгенографический и электроннооптический анализ. М.: Металлургия, 1970. с.50 — 59.

67. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул. —11 '

68. М.: Высшая школа, 1988. 239 с.- I

69. Адлер Ю.П., Маркова Е.В. Планирование эксперимента при поискеIоптимальных условий. — М.: Наука!, 1976. — 260 с.1.'i I 'I I72.3едгинидзе И.Г. 1 Планирование эксперимента для исследованияIмногофакторных систем. -М-.: Наука, 1976. — 390 с., т Ч ' ' I ' '

70. Мильман Ю.В., Голанов Б.А., Чугунова С.И. Характеристика пластичности, получаемая при измерении твердости. —Киев, 1992. — 25 с.

71. Краткий справочник металлиста/под ред. П.Н.Орлова, — М. Машиностроение, ,1987. -960 с.»гмашинах. — Киев. 1969. —145 с.Г

72. Смирнов А.Н. Структура, границы! зерен и микротрещины в длительноiработающем металле/Э.В".Козлов, Н.А. Конева //МиТОМ-2005- №4. С. 3438, - - п - •!1. Т ' ' " ,1

73. Анализ структуры и свойств плазменных покрытий методами согласованияtчастных степенных; зависимостей и математического планированияIэксперимента /Ю.И. Матвеев, Л.И. Погодаев. Н.Новгород: Изд-во ФРОУ ВПО «ВГАВК», 2005. - 43 с.5 i

74. Скуднов В.А. Предельные пластические деформации металлов. -М.: Металлугия; 1989. -176 с.

75. Журков С.Н. К вопросу о физической основе прочности //Физика твердоготела, 1980. Т22. - вып. 11. - С. 344-349.j 1

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

77. Панин В.Е. Поверхностные слои как синергетический активаторIпластического течения нагруженного тела //МиТОМ. — 2005. №7. — С.62-68.83:Иванова ,В:С.г,. Синергетика: , прочность и разрушение металлических

78. Y'l.-i,.-'-v »• '.•'•re- V'"!''. т ' • ' • .•••.'материалов.-Ml: Наука, 1992.-159 с. ; '841Моисеев Н.Н. Алгоритмы эволюции. —М.: Наука, 1987. -295 с. "■

79. Иванова В:С. • Перспективы использования синергетического подхода в решении проблем наноматериаловедения//МиТОМ. — 2005. — №7. С55-61.

80. Слепян Л.И. Механика трещин: — 2-е изд., перераб. И доп. Л.: Судостроение, 1990. — 296 с.Гил. '" ; : Л ;

81. Барвинок В.А. Управление напряженным состоянием и свойства плазменных покрытий. -Ml: Машиностроение. 19901— 384 с.93;Испытание материалов и конструкций: сборник научных трудов /под ред.,■' "Г

82. Смирнова С.И., Ерофеева В.И. —Н.Новгород: Издательство общества «Интелсервис», 1996. -326 с. 94:Скуднов В J А. ! Предельные пластические деформации металлов. -М.: • Металлургия; 1989-"-176с.;.', . , ' ' . "

83. Иванов B.C. Прочность й разрушение металлических материалов. -М.: Наука,

84. Турин И.Й1 Долговечность структурно-стабильных никелевых сплавов//С.А.Юганова, ЮВ. Каширский//МиТОМ. 1991.-№l I. - С. 13-16.

85. Ульянин Е.Н., Свистунов Т.В. Коррозионно-стойкие сплавы на основе железа и никеля. —М.: Металлургия, 1986. — 262 с.

86. Регель В.Р., Слуцкер А.И. Кинетическая теория прочности твердых тел//Успехи физических наук. — 1972. — Т. 106. вып. 2.

87. Мишакин В.В Исследование связи упругих свойств поликристаллических сплавов с пластическими характеристиками Испытание материалов иконструкций: сборник научных трудов / под ред. С.И Смирнова и

88. B.И.Ерофеева. Н.Новгород: Издательство общества «Интелсервис», 1996. —1. C.65-75

89. Вячеславова О.Ф. Современные технологии обработки материалов в свете теории фракталов и ее практическое приложения //Упрочняющие технологии и покрытия. 2006. - №2. - С. 34-43.

90. Кроновер P.M. Фракталы и хаос в динамических системах. — М.:1. Порстмаркет. 2000.1

91. Костенко Н.А. Прогнозирование надежности транспортных машин. -М.: Машиностроение, 1989. 240 с.