Повышение качества хромоалитированных покрытий, полученных газоциркуляционным методом

В качестве покрытий, широко применяемых для защиты внутренних полостей рабочих лопаток современных газотурбинных двигателей, рассмотрены хромоалитированные покрытия, полученные газоциркуляционным методом. Установлено, 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 поверхности деталей, что позволило заменить двухстадийный процесс последовательного 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 концентраторами термических напряжений в процессе эксплуатации охлаждаемых лопаток. С помощью компьютерного моделирования проанализировано влияние размера и формы частиц на значение термических напряжений. Термодинамическим расчетом обоснована и экспериментально подтверждена возможность полного предотвращения образования оксида алюминия в покрытии в случае использования никель-иттриевой лигатуры.

Литература

[1] Каблов Е.Н., Мубояджян С.А. Жаростойкие и теплозащитные покрытия для лопаток турбины высокого давления перспективных ГТД // Авиационные материалы и технологии: Юбилейный науч.-технич. сб. (приложение к журналу "Авиационные материалы и технологии"). М.: Наука, 2012. С. 60-70.

[2] Арзамасов Б.Н. Циркуляционный метод химико-термической обработки // МиТОМ. 2004. № 6. С. 3-6.

[3] Абраимов Н.В., Елисеев В.С. Химико-термическая обработка жаропрочных сталей и сплавов. М.: Интермет Инжиниринг, 2001. 622 с.

[4] Шкретов Ю.П., Викулина Л.М., Терехин А.М. Установка для получения жаростойких диффузионных покрытий газовым циркуляционным способом на наружных и внутренних поверхностях рабочих лопаток ГТД и ГТУ // Упрочняющие технологии и покрытия. 2009. № 10. С. 50-54.

[5] Арзамасов Б.Н., Симонов В.Н. Циркуляционный способ нанесения покрытий // МиТОМ. 2010. № 9. С. 3-7.

[6] Хромоалитирование циркуляционным способом охлаждаемых лопаток газовых турбин / В.Н. Симонов, Н.В. Абраимов, Ю.П. Шкретов, В.В. Лукина, А.М. Терехин // МиТОМ. 2007. № 7. С. 36-39.

[7] Симонов В.Н., Бахрунов К.К., Терехин А.М. Выбор рабочей газовой среды для нанесения защитных диффузионных покрытий // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2004. № 3. С. 57-60.

[8] Ватолин Н.А., Моисеев Г.К., Трусов Б.Г. Термодинамическое моделирование в высокотемпературных неорганических системах. М.: Металлургия, 1994. 352 с.

[9] Трусов Б.Г. Программная система моделирования фазовых и химических равновесий при высоких температурах // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. Спец. вып. "Программная инженерия". 2012. С. 240-249.

[10] Коломыцев П.Т. Высокотемпературные защитные покрытия для никелевых сплавов. М.: Металлургия, 1991. 237 с.

[11] Красновский Е.Е. Решение прикладных задач термомеханики с применением программного комплекса ANSYS. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. 88 с.