Повышение качества хромоалитированных покрытий, полученных газоциркуляционным методом

1 / 12

DOI: 10.18698/0236-3941-2016-2-134-145
УДК 621.785.51
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ХРОМОАЛИТИРОВАННЫХ ПОКРЫТИЙ,
ПОЛУЧЕННЫХ ГАЗОЦИРКУЛЯЦИОННЫМ МЕТОДОМ
В.Н. Симонов, М.В. Унчикова, С.А. Пахомова
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
e-mail: ;
В качестве покрытий, широко применяемых для защиты внутренних полостей
рабочих лопаток современных газотурбинных двигателей, рассмотрены хро-
моалитированные покрытия, полученные газоциркуляционным методом. Уста-
новлено, что состав лигатуры и остаточное давление воздуха в установке
существенно влияют на эксплуатационные свойства и качество покрытий.
Определены условия совместного массопереноса хрома и алюминия к поверхно-
сти деталей, что позволило заменить двухстадийный процесс последователь-
ного осаждения элементов более экономичным одностадийным. Показано, что
остаточное давление воздуха в установке перед началом процесса насыщения
влияет на число оксидных частиц Al2O3 в покрытии, являющихся концентра-
торами термических напряжений в процессе эксплуатации охлаждаемых ло-
паток. С помощью компьютерного моделирования проанализировано влияние
размера и формы частиц на значение термических напряжений. Термодинами-
ческим расчетом обоснована и экспериментально подтверждена возможность
полного предотвращения образования оксида алюминия в покрытии в случае
использования никель-иттриевой лигатуры.
Ключевые слова: жаростойкость, совместный массоперенос, оксид алюминия,
термические напряжения, остаточное давление, геттер кислорода.
QUALITY IMPROVEMENT OF CHROME-CALORIZING COATINGS,
OBTAINED WITH GAS-CIRCULATING
V.N. Simonov, M.V. Unchikova, S.A. Pakhomova
Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation
e-mail: ;
In this paper we examine chrome-calorizing coatings obtained with the gas-
circulating method. They are widely used for protecting the interior cavity of
working blades in modern gas-turbine engines. The findings of the research illustrate
that the alloy composition and residual air pressure in the installation have an
essential influence on operational properties and coatings quality. We determined the
conditions of combined chrome and aluminium mass transfer to the surface of the
component. Consequently, it became possible to replace the two-stage consistent
elements precipitation with the more economical one-stage process. Within the
research we found out, that residual air pressure in the installation before the
saturation process has an effect on the quantity of oxide Al2 O3 particles in
the coatings. By means of computer simulation, we analyzed the effect that the
particles, their size and form have on the thermal stress in the exploitation process
of the cooled blades. Moreover, by thermodynamic calculations, we substantiated
and experimentally confirmed the possibility of a complete prevention of forming
aluminum oxide in the coating in case of using nickel yttrium alloys.
Keywords: heat resistance, combined mass transfer, aluminium oxide,
thermodynamical stress, residual pressure, oxygen getter.
134 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2016. № 2