1.
рубрика: Испытания материалов и конструкций
УДК 629.7.018.4:669.245
М.Р. Орлов1
ФРАКТОГРАФИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МАЛОЦИКЛОВОГО УСТАЛОСТНОГО РАЗРУШЕНИЯ ДИСКА ТУРБИНЫ МЕТОДОМ РАСТРОВОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ
Фрактографическое исследование механизма развития усталостной трещины в диске турбины из сплава ЭП742 методом растровой электронной микроскопии в сочетании с применением численных и аналитических методов расчета напряженно-деформированного состояния сплава в вершине трещины позволило определить скорость малоциклового усталостного разрушения диска в процессе эксплуатации.
Ключевые слова: фрактография, растровая электронная микроскопия, малоцикловая усталость, коэффициент интенсивности н
Список литературы
1. Жаропрочный деформируемый сплав на основе никеля и изделие, выполненное из этого сплава: пат. 2365657 Рос. Федерация; опубл. 27.08.2009.
2. Каблов Е.Н., Ломберг Б.С., Оспенникова О.Г. Создание современных жаропрочных сплавов и технологий их производства для авиационного двигателестроения //Крылья Родины. 2012. №3–4. С. 34–38.
3. Способ получения изделия из деформируемого жаропрочного никелевого сплава: пат. 2387733 Рос. Федерация; опубл. 31.03.2009.
4. Способ изготовления штамповок дисков из слитков высокоградиентной кристаллизации из никелевых сплавов: пат. 2389822 Рос. Федерация; опубл. 29.04.2009.
5. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Ломберг Б.С. Комплексная инновационная технология изотермической штамповки на воздухе в режиме сверхпластичности дисков из супержаропрочных сплавов //Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 129–141.
6. Орлов М.Р. Стратегические направления развития Испытательного центра ФГУП «ВИАМ» //Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 387–393.
7. Степанов А.В. Методы рентгеновского неразрушающего контроля в производстве авиационных двигателей //Авиационные материалы и технологии. 2010. №3. С. 28–32.
8. Ломберг Б.С., Овсепян С.В., Бакрадзе М.М., Мазалов И.С. Высокотемпературные жаропрочные никелевые сплавы для деталей газотурбинных двигателей //Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 52−57.
9. Орлов М.Р., Колотников М.Е., Высотский А.В. Исследование кинетики усталостного разрушения диска турбины высокого давления из сплава ЭП742 //Деформация и разрушение материалов. 2013. №7. С. 7–15.
10. Paris P., Erdogan F. A critical analysis of crack propagation laws //Journal of Basic Engineering. 1963. №85 (4). P. 528–534.
11. Иванова В.С. Разрушение металлов. М.: Металлургия. 1979. 168 с.
12. Туманов Н.В. Физико-механические аспекты устойчивого роста усталостных трещин //Вестник МАТИ. 2011. Т. 18. №2. С. 132–136.
13. Иноземцев А.А., Ратчиев А.М., Нихамкин М.Ш. и др. Малоцикловая усталость и циклическая трещиностойкость никелевого сплава при нагружении, характерном для дисков турбин //Тяжелое машиностроение. 2011. №4. С. 30–33.
14. Нотт Дж. Ф. Основы механики разрушения: Пер. с англ. М.: Металлургия. 1978. 256 с.
15. Zhang G., Yuan H., Li G. Analysis of creep-fatigue life prediction models for nickel-based super alloys //Computational Materials Science. 2012. №57. P. 80–88.
16. Newman J.C. Jr., Annigeri B.S. Fatigue-Life Prediction Method Based on Small-Crack Theory in an engine Material //Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 2012. V. 134.
P. 032501-1–032501-8.
17. Newman J.C. Jr., Yamada Y. Compression precracking methods to generate near-threshold fatigue-crack-growth-rate data //International Journal of Fatigue. 2010. №32. P. 879–885.
18. Орлов М.Р., Орлов Е.М. Аналитическая оценка кинетики релаксационных процессов в никелевом жаропрочном сплаве ЖС6У-ВИ //Авиационно-космическая техника и технология. 2005. №1/17. С. 26–29.
19. Орлов М.Р., Оспенникова О.Г., Автаев В.В. Деформация и разрушение монокристаллов жаропрочных никелевых сплавов при кратковременном и длительном статическом нагружении //Деформация и разрушение материалов. 2014. №3. С. 17–23.
20. Оспенникова О.Г., Орлов М.Р., Автаев В.В. Анизотропия упругопластических характеристик жаропрочных никелевых сплавов – основа конструирования монокристаллических турбинных лопаток //Деформация и разрушение материалов. 2013. №11. С. 12–19.
21. Орлов М.Р., Оспенникова О.Г., Якимова М.С., Наприенко С.А., Никитин Я.Ю. Статическое разрушение монокристаллов жаропрочных никелевых сплавов в условиях воздействия коррозионно-активных сред //Деформация и разрушение материалов. 2015. №2. С. 2–8.
22. Орлов М.Р., Якимова М.С., Летов А.Ф. Анализ работоспособности монокристаллических лопаток турбины высокого давления в составе наземных газотурбинных установок //Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 399–407.
23. Орлов М.Р., Якимова М.С. Замедленное разрушение монокристаллических лопаток из жаропрочного сплава ЖС26-ВИ в процессе эксплуатации ГТУ //Газотурбинные технологии. 2011. №8. С. 10–15.
2. Каблов Е.Н., Ломберг Б.С., Оспенникова О.Г. Создание современных жаропрочных сплавов и технологий их производства для авиационного двигателестроения //Крылья Родины. 2012. №3–4. С. 34–38.
3. Способ получения изделия из деформируемого жаропрочного никелевого сплава: пат. 2387733 Рос. Федерация; опубл. 31.03.2009.
4. Способ изготовления штамповок дисков из слитков высокоградиентной кристаллизации из никелевых сплавов: пат. 2389822 Рос. Федерация; опубл. 29.04.2009.
5. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Ломберг Б.С. Комплексная инновационная технология изотермической штамповки на воздухе в режиме сверхпластичности дисков из супержаропрочных сплавов //Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 129–141.
6. Орлов М.Р. Стратегические направления развития Испытательного центра ФГУП «ВИАМ» //Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 387–393.
7. Степанов А.В. Методы рентгеновского неразрушающего контроля в производстве авиационных двигателей //Авиационные материалы и технологии. 2010. №3. С. 28–32.
8. Ломберг Б.С., Овсепян С.В., Бакрадзе М.М., Мазалов И.С. Высокотемпературные жаропрочные никелевые сплавы для деталей газотурбинных двигателей //Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 52−57.
9. Орлов М.Р., Колотников М.Е., Высотский А.В. Исследование кинетики усталостного разрушения диска турбины высокого давления из сплава ЭП742 //Деформация и разрушение материалов. 2013. №7. С. 7–15.
10. Paris P., Erdogan F. A critical analysis of crack propagation laws //Journal of Basic Engineering. 1963. №85 (4). P. 528–534.
11. Иванова В.С. Разрушение металлов. М.: Металлургия. 1979. 168 с.
12. Туманов Н.В. Физико-механические аспекты устойчивого роста усталостных трещин //Вестник МАТИ. 2011. Т. 18. №2. С. 132–136.
13. Иноземцев А.А., Ратчиев А.М., Нихамкин М.Ш. и др. Малоцикловая усталость и циклическая трещиностойкость никелевого сплава при нагружении, характерном для дисков турбин //Тяжелое машиностроение. 2011. №4. С. 30–33.
14. Нотт Дж. Ф. Основы механики разрушения: Пер. с англ. М.: Металлургия. 1978. 256 с.
15. Zhang G., Yuan H., Li G. Analysis of creep-fatigue life prediction models for nickel-based super alloys //Computational Materials Science. 2012. №57. P. 80–88.
16. Newman J.C. Jr., Annigeri B.S. Fatigue-Life Prediction Method Based on Small-Crack Theory in an engine Material //Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 2012. V. 134.
P. 032501-1–032501-8.
17. Newman J.C. Jr., Yamada Y. Compression precracking methods to generate near-threshold fatigue-crack-growth-rate data //International Journal of Fatigue. 2010. №32. P. 879–885.
18. Орлов М.Р., Орлов Е.М. Аналитическая оценка кинетики релаксационных процессов в никелевом жаропрочном сплаве ЖС6У-ВИ //Авиационно-космическая техника и технология. 2005. №1/17. С. 26–29.
19. Орлов М.Р., Оспенникова О.Г., Автаев В.В. Деформация и разрушение монокристаллов жаропрочных никелевых сплавов при кратковременном и длительном статическом нагружении //Деформация и разрушение материалов. 2014. №3. С. 17–23.
20. Оспенникова О.Г., Орлов М.Р., Автаев В.В. Анизотропия упругопластических характеристик жаропрочных никелевых сплавов – основа конструирования монокристаллических турбинных лопаток //Деформация и разрушение материалов. 2013. №11. С. 12–19.
21. Орлов М.Р., Оспенникова О.Г., Якимова М.С., Наприенко С.А., Никитин Я.Ю. Статическое разрушение монокристаллов жаропрочных никелевых сплавов в условиях воздействия коррозионно-активных сред //Деформация и разрушение материалов. 2015. №2. С. 2–8.
22. Орлов М.Р., Якимова М.С., Летов А.Ф. Анализ работоспособности монокристаллических лопаток турбины высокого давления в составе наземных газотурбинных установок //Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 399–407.
23. Орлов М.Р., Якимова М.С. Замедленное разрушение монокристаллических лопаток из жаропрочного сплава ЖС26-ВИ в процессе эксплуатации ГТУ //Газотурбинные технологии. 2011. №8. С. 10–15.
2.
рубрика: АЛЮМИНЕВЫЕ, ТИТАНОВЫЕ, МАГНИЕВЫЕ И БЕРИЛЛИЕВЫЕ СПЛАВЫ
УДК 669.295
В.В. Травин1, А.С. Кудрявцев2, Л.А. Иванова2
ПОВЕДЕНИЕ ПСЕВДО-АЛЬФА-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ В СОСТАВЕ ПАРОТУРБИННОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРИ СВЕРХРАСЧЕТНЫХ НАГРУЗКАХ
Паротурбинное оборудование в процессе эксплуатации может кратковременно подвергаться нагрузкам, значительно превышающим расчетные. Сохранение работоспособности в процессе и после этих воздействий во многом зависит от служебных свойств конструкционных материалов. Данная проблема рассмотрена применительно к титановым сплавам.
Ключевые слова: псевдо-альфа-титановые сплавы, энергооборудование, сверхрасчетные нагрузки.
Список литературы
1. Максимов Ю.А., Лысенко Л.В., Травин В.В. Проблемы и практика использования титановых сплавов в паротурбинных установках /В сб. трудов Международной конф. «Ti–2007 в СНГ». Киев. 2007. С. 330–337.
2. Иванова Л.А., Кудрявцев А.С., Чудаков Е.В., Лысенко Л.В., Травин В.В. Оптимизация комплекса служебных свойств титановых сплавов марок 5В и 37 для узлов и деталей энергетического оборудования //Титан. 2010. №4 (30). С. 23–30.
3. Иванова Л.А., Козлова И.Р., Кудрявцев А.С., Чудаков Е.В. Исследование жаропрочности свариваемых титановых сплавов марок 5В и 37 //Вопросы материаловедения. 2009. №3 (59). С. 329.
4. Травин В.В. Расчетно-экспериментальное обеспечение прочности цельносварного рабочего колеса турбины /В сб. материалов Всероссийской конф. «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо-, машиностроении». М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2004. С. 55–57.
5. Травин В.В. МКЭ – система расчетов прочности механических конструкций «ПРОКСИМА». Опыт эксплуатации /В сб. трудов конф. «Методы и программное обеспечение расчетов на прочность». М.: НИКИЭТ. 2001. С. 169–173.
6. Водопьянов В.И., Кондратьев О.В., Травин В.В. К вопросу построения истинной диаграммы демпфирования на стадии шейкообразования //Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2007. Т. 73. №7. С. 53–58.
7. Травин В.В., Иванова Л.А., Козлова И.Р., Водопьянов В.И. Сопротивление титановых сплавов статическим и малоцикловым нагрузкам в зонах концентрации /В сб. трудов Международной конф. «Ti–2011 в СНГ». Киев. 2011. С. 215–222.
8. Рабинович В.П. Прочность турбинных дисков. М.: Машиностроение. 1966. 150 с.
9. РТМ 108.022.106–86. Установки газотурбинные. Расчет на прочность дисков и роторов. М., Л.: НПО ЦКТИ. 1987. 23 с.
10. Лысенко Л.В. Теоретические основы конструкторских оценок энерготехнологических процессов. М.: Энергоатомиздат. 1997. 64 с.
2. Иванова Л.А., Кудрявцев А.С., Чудаков Е.В., Лысенко Л.В., Травин В.В. Оптимизация комплекса служебных свойств титановых сплавов марок 5В и 37 для узлов и деталей энергетического оборудования //Титан. 2010. №4 (30). С. 23–30.
3. Иванова Л.А., Козлова И.Р., Кудрявцев А.С., Чудаков Е.В. Исследование жаропрочности свариваемых титановых сплавов марок 5В и 37 //Вопросы материаловедения. 2009. №3 (59). С. 329.
4. Травин В.В. Расчетно-экспериментальное обеспечение прочности цельносварного рабочего колеса турбины /В сб. материалов Всероссийской конф. «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо-, машиностроении». М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2004. С. 55–57.
5. Травин В.В. МКЭ – система расчетов прочности механических конструкций «ПРОКСИМА». Опыт эксплуатации /В сб. трудов конф. «Методы и программное обеспечение расчетов на прочность». М.: НИКИЭТ. 2001. С. 169–173.
6. Водопьянов В.И., Кондратьев О.В., Травин В.В. К вопросу построения истинной диаграммы демпфирования на стадии шейкообразования //Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2007. Т. 73. №7. С. 53–58.
7. Травин В.В., Иванова Л.А., Козлова И.Р., Водопьянов В.И. Сопротивление титановых сплавов статическим и малоцикловым нагрузкам в зонах концентрации /В сб. трудов Международной конф. «Ti–2011 в СНГ». Киев. 2011. С. 215–222.
8. Рабинович В.П. Прочность турбинных дисков. М.: Машиностроение. 1966. 150 с.
9. РТМ 108.022.106–86. Установки газотурбинные. Расчет на прочность дисков и роторов. М., Л.: НПО ЦКТИ. 1987. 23 с.
10. Лысенко Л.В. Теоретические основы конструкторских оценок энерготехнологических процессов. М.: Энергоатомиздат. 1997. 64 с.
3.
рубрика: АЛЮМИНЕВЫЕ, ТИТАНОВЫЕ, МАГНИЕВЫЕ И БЕРИЛЛИЕВЫЕ СПЛАВЫ
УДК 669.295
В.П. Леонов1, Е.В. Чудаков1, В.П. Кулик1, Ю.Ю. Малинкина1, Н.В. Третьякова1
ВЛИЯНИЕ КОРРОЗИОННО-АКТИВНОЙ СРЕДЫ НА ВЯЗКОСТЬ РАЗРУШЕНИЯ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ ПСЕВДО-β-КЛАССА
Представлены результаты исследований фазового состава, структуры, механических и коррозионно-механических свойств металла опытных поковок из титанового псевдо-β-сплава ВТ22. Рассмотрено влияние микролегирования рутением на вышеперечисленные характеристики сплава, включая вязкость разрушения в коррозионно-активной среде.
Ключевые слова: титановые сплавы, механические свойства, коррозионно-механическая прочность, микролегирование, микро
Список литературы
1. Горынин И.В., Орыщенко А.С., Кудрявцев А.С., Ушаков Б.Г. Титановые сплавы для морских конструкций и судового машиностроения //Технология легких сплавов. 2014. №3. С. 6–13.
2. Горынин И.В., Орыщенко А.С., Леонов В.П., Михайлов В.И., Кудрявцев А.С. Высокопрочные титановые сплавы – основа для создания глубоководной техники //Судостроительные материалы. 2014. №3. С. 58–60.
3. Горынин И.В., Кудрявцев А.С., Орыщенко А.С. Основные аспекты создания высокопрочных титановых сплавов для морской техники /В сб. трудов Международной конф. «Ti–2010 в СНГ». Екатеринбург. 2010. С. 7–13.
4. Ильин А.А., Колачев Б.А., Полькин И.С. Титановые сплавы. Состав, структура, свойства: Справочник. М.: ВИЛС–МАТИ. 2009. 520 с.
5. Томашов Н.Д., Альтовский Р.М. Коррозия и защита титана. М.: Машгиз. 1963. 295 с.
6. Рускол Ю.С. Титановые конструкционные сплавы в химических производствах. М.: Химия. 1989. 288 с.
7. Томашов Н.Д. Титан и коррозионностойкие сплавы на его основе. М.: Металлургия. 1985. 150 с.
8. Горынин И.В., Ушков С.С., Хатунцев А.Н., Лошакова Н.И. Титановые сплавы для морской техники. СПб.: Политехника. 2007. 387 с.
9. Раевская М.В., Соколовская Е.М. Физикохимия рутения и его сплавов. М.: Изд-во МГУ. 1979. 230 с.
10. Леонов В.П., Щербинин В.Ф., Малинкина Ю.Ю. Повышение коррозионной стойкости сплава титана в концентрированных водных растворах хлоридов при высоких температурах //Вопросы материаловедения. 2013. №1 (73). С. 175–181.
11. Хесин Ю.Д., Шер В.А., Щербинин В.Ф., Лысенко Л.В. Влияние состояния поверхности на коррозионно-механическую прочность титановых сплавов в водных растворах хлоридов //Энерготехнологические процессы. Проблемы и перспективы. 2000. С. 80–85.
2. Горынин И.В., Орыщенко А.С., Леонов В.П., Михайлов В.И., Кудрявцев А.С. Высокопрочные титановые сплавы – основа для создания глубоководной техники //Судостроительные материалы. 2014. №3. С. 58–60.
3. Горынин И.В., Кудрявцев А.С., Орыщенко А.С. Основные аспекты создания высокопрочных титановых сплавов для морской техники /В сб. трудов Международной конф. «Ti–2010 в СНГ». Екатеринбург. 2010. С. 7–13.
4. Ильин А.А., Колачев Б.А., Полькин И.С. Титановые сплавы. Состав, структура, свойства: Справочник. М.: ВИЛС–МАТИ. 2009. 520 с.
5. Томашов Н.Д., Альтовский Р.М. Коррозия и защита титана. М.: Машгиз. 1963. 295 с.
6. Рускол Ю.С. Титановые конструкционные сплавы в химических производствах. М.: Химия. 1989. 288 с.
7. Томашов Н.Д. Титан и коррозионностойкие сплавы на его основе. М.: Металлургия. 1985. 150 с.
8. Горынин И.В., Ушков С.С., Хатунцев А.Н., Лошакова Н.И. Титановые сплавы для морской техники. СПб.: Политехника. 2007. 387 с.
9. Раевская М.В., Соколовская Е.М. Физикохимия рутения и его сплавов. М.: Изд-во МГУ. 1979. 230 с.
10. Леонов В.П., Щербинин В.Ф., Малинкина Ю.Ю. Повышение коррозионной стойкости сплава титана в концентрированных водных растворах хлоридов при высоких температурах //Вопросы материаловедения. 2013. №1 (73). С. 175–181.
11. Хесин Ю.Д., Шер В.А., Щербинин В.Ф., Лысенко Л.В. Влияние состояния поверхности на коррозионно-механическую прочность титановых сплавов в водных растворах хлоридов //Энерготехнологические процессы. Проблемы и перспективы. 2000. С. 80–85.
4.
рубрика: АЛЮМИНЕВЫЕ, ТИТАНОВЫЕ, МАГНИЕВЫЕ И БЕРИЛЛИЕВЫЕ СПЛАВЫ
УДК 669.2:669.131
В.В. Тетюхин1, А.С. Шибанов1, И.Ю. Пузаков1, М.О. Ледер1, В.А. Кропотов1, Н.В. Щетников1
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ СПЛАВОВ ТИТАНА, ИСКЛЮЧАЮЩЕЙ ДЕФЕКТООБРАЗОВАНИЕ И ПОВЫШАЮЩЕЙ КОНТРОЛЕПРИГОДНОСТЬ МАТЕРИАЛА
Обобщен имеющийся опыт по производству ответственных изделий из сплавов титана. Перечислены основные подходы к максимальному снижению уровня дефектности и повышению однородности конечного изделия. Показано, что большое значение имеет качество шихтовых материалов и дальнейший переплав. Рациональный подход к процессу передела материала позволяет повысить контролепригодность. При этом немаловажную роль играют как технологические параметры процесса, так и правильный выбор конструктором геометрической формы детали для проведения неразрушающего контроля. Отмечено также влияние правильного выбора марки материала на однородность структуры и конечный комплекс механических и эксплуатационных свойств.
Ключевые слова: титановые сплавы, шихтовые материалы, ультразвуковой контроль, переплав, деформация.
Список литературы
1. Тетюхин В.В., Мусатов М.И., Альтман П.С., Савельев В.В. Рафинирование титановых сплавов в другой подовой печи /В сб. материалов IX Международной конф. по титану. СПб. 1999. С. 1366–1371.
2. Tetyukhin V.V., Levin I.V., Musatov M.I., Puzakov I.U., Chechulin S.M., Tarenkova N.U. Experience of Using Scull Remelt for Production of multi-Component Titanium Alloys /Proceedings of the 11th World Conference on Titanium «Ti–2007 Science and Technology». Kyoto. 2007. P. 167–172.
3. Брун М.Я., Евменов О.П., Каганович И.Н., Тетюхин В.В., Катая Г.К., Шибанов А.С. Улучшение структуры заготовок из двухфазных титановых сплавов путем предварительной деформации в (α+b)-области и окончательной обработки при температурах b-области //Технология легких сплавов. 1978. №6. С. 43–47.
4. Способ изготовления промежуточной заготовки из (a+b)-титановых сплавов: АС 2266171 С1. B21J5/00, C22F1/18./. Заявл.04.06.2004. №2004116944/02.
5. Шибанов А.С., Кропотов В.А., Тимохов В.Б., Богатов А.А. Влияние схемы и режимов прессовой протяжки слитков на неравномерности распределения температуры и накопленной деформации в поковке /В сб. трудов науч.-технич. конф. «Титан–2006». Киев. 2006. С. 181–186.
6. Тетюхин В.В., Тимохов В.Б., Шибанов А.С., Трошин А.Н. Автоматизация конструкторско-технологических работ в кузнечном производстве /В сб. трудов науч.-технич. конф. «Титан–2006». Киев. 2006. С. 112–117.
2. Tetyukhin V.V., Levin I.V., Musatov M.I., Puzakov I.U., Chechulin S.M., Tarenkova N.U. Experience of Using Scull Remelt for Production of multi-Component Titanium Alloys /Proceedings of the 11th World Conference on Titanium «Ti–2007 Science and Technology». Kyoto. 2007. P. 167–172.
3. Брун М.Я., Евменов О.П., Каганович И.Н., Тетюхин В.В., Катая Г.К., Шибанов А.С. Улучшение структуры заготовок из двухфазных титановых сплавов путем предварительной деформации в (α+b)-области и окончательной обработки при температурах b-области //Технология легких сплавов. 1978. №6. С. 43–47.
4. Способ изготовления промежуточной заготовки из (a+b)-титановых сплавов: АС 2266171 С1. B21J5/00, C22F1/18./. Заявл.04.06.2004. №2004116944/02.
5. Шибанов А.С., Кропотов В.А., Тимохов В.Б., Богатов А.А. Влияние схемы и режимов прессовой протяжки слитков на неравномерности распределения температуры и накопленной деформации в поковке /В сб. трудов науч.-технич. конф. «Титан–2006». Киев. 2006. С. 181–186.
6. Тетюхин В.В., Тимохов В.Б., Шибанов А.С., Трошин А.Н. Автоматизация конструкторско-технологических работ в кузнечном производстве /В сб. трудов науч.-технич. конф. «Титан–2006». Киев. 2006. С. 112–117.
5.
рубрика: Испытания материалов и конструкций
УДК 621.785.532
К.Н. Рамазанов1, Ю.Г. Хусаинов1, Н.С. Бабенко2
АНАЛИЗ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РАЗРУШЕНИЙ ШЕСТЕРЕН КОРОБКИ АГРЕГАТОВ ГТД ПОСЛЕ ИОННОГО АЗОТИРОВАНИЯ
Проведен анализ причин типичных разрушений шестерен, а также предложен способ ионного азотирования с эффектом полого катода (ЭПК) для их предотвращения. Проведены исследования влияния ионного азотирования с ЭПК на микротвердость и кинетику роста упрочненного слоя.
Ключевые слова: ионное азотирование, эффект полого катода, химико-термическая обработка, шестерня.
Список литературы
1. Лахтин Ю.М., Коган Я.Д. Азотирование стали. М.: Машиностроение. 1976. 256 с.
2. Зинченко В.М. Инженерия поверхности зубчатых колес методами химико-термической обработки. М: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2001. 303 с.
3. Герасимов С.А., Куксенова Л.И., Лаптева В.Г. Структура и износостойкость азотированных конструкционных сталей и сплавов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2012. 518 с.
4. Будилов В.В., Рамазанов К.Н., Хусаинов Ю.Г., Золотов И.В. Перспективы использования эффекта полого катода при локальном азотировании деталей из стали 16Х3НВФМБ-Ш //Вестник УГАТУ. 2014. Т. 18. №1. С. 32–36.
5. Будилов В.В., Рамазанов К.Н., Золотов И.В., Хусаинов Ю.Г. Применение эффекта полого катода для локального ионного азотирования конструкционной стали 16Х3НВФМБ-Ш //Упрочняющие технологии и покрытия. 2014. №12. С. 27–30.
2. Зинченко В.М. Инженерия поверхности зубчатых колес методами химико-термической обработки. М: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2001. 303 с.
3. Герасимов С.А., Куксенова Л.И., Лаптева В.Г. Структура и износостойкость азотированных конструкционных сталей и сплавов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2012. 518 с.
4. Будилов В.В., Рамазанов К.Н., Хусаинов Ю.Г., Золотов И.В. Перспективы использования эффекта полого катода при локальном азотировании деталей из стали 16Х3НВФМБ-Ш //Вестник УГАТУ. 2014. Т. 18. №1. С. 32–36.
5. Будилов В.В., Рамазанов К.Н., Золотов И.В., Хусаинов Ю.Г. Применение эффекта полого катода для локального ионного азотирования конструкционной стали 16Х3НВФМБ-Ш //Упрочняющие технологии и покрытия. 2014. №12. С. 27–30.
6.
рубрика: ЖАРОПРОЧНЫЕ СТАЛИ И СПЛАВЫ
УДК 669.245'1:620.178.38
А.М. Полянский1, В.М. Полянский2
СТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В СПЛАВЕ ЭК-61 В УСЛОВИЯХ ЦИКЛИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ ПОВЫШЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ
Показано, что при высокотемпературном циклическом деформировании высоколегированного железоникелевого жаропрочного сплава ЭК-61 образуются кристаллографически ориентированные пластинчатые выделения, идентифицированные как -фаза (Ni3Nb). Зарождение выделений -фазы происходит на границах зерен и на некогерентных границах карбидов (Nb, Ti)C. Выявлено, что большее количество -фазы наблюдается в образцах с повышенным содержанием ниобия в пределах марочного состава сплава ЭК-61. По результатам усталостных испытаний и последующих структурных исследований установлено снижение предела выносливости у образцов с повышенным содержанием -фазы.
Ключевые слова: старение, структурная стабильность, перестаривание, циклическое деформирование, предел выносливости.
Список литературы
1. Коррозионностойкие, жаростойкие и высокопрочные стали и сплавы. Справочник /Под ред.
Б.С. Литвака. М.: ПРОМЕТ – сплав. 2008. 333 с.
2. Риттер А.М., Брайент К.Л. Влияние частиц вторых фаз на разрушение в конструкционных сплавах /В кн. Охрупчивание конструкционных сталей и сплавов. М.: Металлургия. 1988. 552 с.
3. Han Y., Deb P., Chaturvedi M.C. //Met. Sci. 1982. V. 16. P. 555.
4. Браун Е.Е., Музика Д.Р. Сплавы на железоникелевой основе /В кн. Суперсплавы II. Кн. 1. Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок. М.: Металлургия. 1995. 384 с.
5. Sullivan C.P., Donachie M.J. //J. Met. Eng. Q. 1971. V. 11. P. 1.
6. Жаропрочные сплавы для газовых турбин: Материалы Международной конф. /Под ред. Д. Котсорадиса, П. Феликса, Х. Фишмайстера и др. М.: Металлургия. 1981. 480 с.
7. Fournier D., Pineau A. Low cycle fatigue behaviour of Inconel 718 at 238 K and 823 K //Metal. Trans. A. 1977. V. 8. P. 1095.
8. Kirkman I. //JISI. 1969. V. 207. P. 1612.
Б.С. Литвака. М.: ПРОМЕТ – сплав. 2008. 333 с.
2. Риттер А.М., Брайент К.Л. Влияние частиц вторых фаз на разрушение в конструкционных сплавах /В кн. Охрупчивание конструкционных сталей и сплавов. М.: Металлургия. 1988. 552 с.
3. Han Y., Deb P., Chaturvedi M.C. //Met. Sci. 1982. V. 16. P. 555.
4. Браун Е.Е., Музика Д.Р. Сплавы на железоникелевой основе /В кн. Суперсплавы II. Кн. 1. Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок. М.: Металлургия. 1995. 384 с.
5. Sullivan C.P., Donachie M.J. //J. Met. Eng. Q. 1971. V. 11. P. 1.
6. Жаропрочные сплавы для газовых турбин: Материалы Международной конф. /Под ред. Д. Котсорадиса, П. Феликса, Х. Фишмайстера и др. М.: Металлургия. 1981. 480 с.
7. Fournier D., Pineau A. Low cycle fatigue behaviour of Inconel 718 at 238 K and 823 K //Metal. Trans. A. 1977. V. 8. P. 1095.
8. Kirkman I. //JISI. 1969. V. 207. P. 1612.
7.
рубрика: Испытания материалов и конструкций
УДК 621.873:539.4
С.А. Томазов1, В.С. Дронов1
РАЗРУШЕНИЕ ГРУЗОЗАХВАТНОГО УСТРОЙСТВА В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Выполнено диагностирование технического состояния грузовых строп, находящихся в эксплуатации и выбракованных по наличию недопустимых повреждений. Проведено комплексное исследование механизмов и причин аварийного разрушения скобы стропа. Приведены результаты экспериментов и расчетов.
Ключевые слова: грузозахватные стропы, диагностика, безопасность, повреждения, дефекты, разрушение, прочность.
Список литературы
1. РД 10-231–98. Стропы грузовые общего назначения. Требования к устройству и безопасной эксплуатации.
2. ГОСТ 25573–82. Стропы грузовые канатные для строительства. Технические условия.
3. РД 50-672–88. Методические указания. Расчеты и испытания на прочность. Класси-фикация видов изломов металлов.
4. Мак-Ивили А.Дж. Анализ аварийных разрушений: Пер. с англ. М.: Техносфера. 2010. 413 с.
5. ГОСТ 1778–70. Сталь. Металлографические методы определения неметаллических включений.
6. Ботвина Л.Р., Лимарь Л.В., Логовиков Б.С. Оценка параметров скачкообразного роста усталостной трещины в компрессорных лопатках из титанового сплава ВТ3-1 //ФХММ. 1981. №1. С. 71–74.
7. Справочник по коэффициентам интенсивности напряжений: В 2-х томах; Пер. с англ. /Под ред. Ю. Мураками. М.: Мир. 1990. 1014 с.
8. Махутов Н.А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность: В 2 ч. Новосибирск: Наука. 2005. Ч. 1: Критерии прочности и ресурса. 494 с.
9. Махутов Н.А. Сопротивление элементов конструкций хрупкому разрушению. М.: Машиностроение. 1973. 200 с.
10. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. М.: Наука. 1976. 607 с.
2. ГОСТ 25573–82. Стропы грузовые канатные для строительства. Технические условия.
3. РД 50-672–88. Методические указания. Расчеты и испытания на прочность. Класси-фикация видов изломов металлов.
4. Мак-Ивили А.Дж. Анализ аварийных разрушений: Пер. с англ. М.: Техносфера. 2010. 413 с.
5. ГОСТ 1778–70. Сталь. Металлографические методы определения неметаллических включений.
6. Ботвина Л.Р., Лимарь Л.В., Логовиков Б.С. Оценка параметров скачкообразного роста усталостной трещины в компрессорных лопатках из титанового сплава ВТ3-1 //ФХММ. 1981. №1. С. 71–74.
7. Справочник по коэффициентам интенсивности напряжений: В 2-х томах; Пер. с англ. /Под ред. Ю. Мураками. М.: Мир. 1990. 1014 с.
8. Махутов Н.А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность: В 2 ч. Новосибирск: Наука. 2005. Ч. 1: Критерии прочности и ресурса. 494 с.
9. Махутов Н.А. Сопротивление элементов конструкций хрупкому разрушению. М.: Машиностроение. 1973. 200 с.
10. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. М.: Наука. 1976. 607 с.
8.
рубрика: ЖАРОПРОЧНЫЕ СТАЛИ И СПЛАВЫ
УДК 620.193
М.В. Давыдкин1, Г.Г. Золотенин1, О.В. Немыкина2
ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЗАПОРНЫХ КЛАПАНОВ
В УСЛОВИЯХ НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ
Выбор материала для оборудования, работающего под воздействием агрессивных сред, давления и температуры, предполагает комплексный подход к испытаниям. В данной работе проведены исследования стали 20Х13 с целью оценки возможности применения ее для изготовления клапанов, эксплуатируемых в условиях нефтепереработки.
Список литературы
1. СТ ЦКБА 005.1–2003 Арматура трубопроводная. Металлы, применяемые в арматуростроении. Часть 1. Основные требования к выбору материалов.
2. ГОСТ Р 55509–2013 Арматура трубопроводная. Металлы, применяемые в арматуростроении. Основные требования к выбору материалов.
3. СТ ЦКБА 005.2–2004 Арматура трубопроводная. Металлы, применяемые в арматуростроении. Часть 2. Справочные данные о свойствах материалов.
4. СТ ЦКБА 016–2005 Арматура трубопроводная. Термическая обработка деталей, заготовок и сварных сборок из высоколегированных сталей, коррозионностойких и жаропрочных сплавов.
5. ПБ 03-585–03 Правила устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов.
6. ОСТ 26-07-2071–87 Арматура трубопроводная из сталей, стойких к сульфидному коррозионному растрескиванию. Общие технические условия.
7. Белоус В.Я., Гурвич Л.Я., Жирнов А.Д. Коррозионное растрескивание высокопрочных нержавеющих сталей и его диагностирование. URL: http://viam.ru/public/index.php?year=1996
8. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: Учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем. 2002. 672 с.
9. Филимонова Е.И. Основы технологии переработки нефти: Учебное пособие. Ярославль: Изд-во ЯГТУ. 2010. 171 с.
10. СТ ЦКБА 053–2008 Арматура трубопроводная. Наплавка и контроль качества наплавленных поверхностей. Технические требования.
11. Чигал В. Межкристаллитная коррозия нержавеющих сталей: Пер. с чеш. М.: Химия. 1969. 232 с.
12. Давыдкин М.В., Золотенин Г.Г. Установка для коррозионных исследований при высоких температурах и давлениях //Химическая техника. 2012. №4. С. 42.
2. ГОСТ Р 55509–2013 Арматура трубопроводная. Металлы, применяемые в арматуростроении. Основные требования к выбору материалов.
3. СТ ЦКБА 005.2–2004 Арматура трубопроводная. Металлы, применяемые в арматуростроении. Часть 2. Справочные данные о свойствах материалов.
4. СТ ЦКБА 016–2005 Арматура трубопроводная. Термическая обработка деталей, заготовок и сварных сборок из высоколегированных сталей, коррозионностойких и жаропрочных сплавов.
5. ПБ 03-585–03 Правила устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов.
6. ОСТ 26-07-2071–87 Арматура трубопроводная из сталей, стойких к сульфидному коррозионному растрескиванию. Общие технические условия.
7. Белоус В.Я., Гурвич Л.Я., Жирнов А.Д. Коррозионное растрескивание высокопрочных нержавеющих сталей и его диагностирование. URL: http://viam.ru/public/index.php?year=1996
8. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: Учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем. 2002. 672 с.
9. Филимонова Е.И. Основы технологии переработки нефти: Учебное пособие. Ярославль: Изд-во ЯГТУ. 2010. 171 с.
10. СТ ЦКБА 053–2008 Арматура трубопроводная. Наплавка и контроль качества наплавленных поверхностей. Технические требования.
11. Чигал В. Межкристаллитная коррозия нержавеющих сталей: Пер. с чеш. М.: Химия. 1969. 232 с.
12. Давыдкин М.В., Золотенин Г.Г. Установка для коррозионных исследований при высоких температурах и давлениях //Химическая техника. 2012. №4. С. 42.
9.
рубрика: Композиционные материалы
УДК 620.197
В.Г. Максимов1
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ КЕРАМИЧЕСКАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ(обзор)
Керамические композиционные материалы на основе оксидных матриц в последние годы находят все более широкое применение в таких условиях, где металлические материалы проявляют склонность к ползучести и окислению.
Оксид алюминия – один из наиболее перспективных керамических материалов для широкого спектра применения в экстремальных условиях эксплуатации благодаря сочетанию высокой твердости, термостойкости, химической инертности при его доступности и экономичности. Однако использование материалов на основе алюмооксидной матрицы в теплонагруженных условиях ограничено низкой ударной вязкостью, свойственной керамикам. Решением этой проблемы может стать создание теплоизоляционных систем и гибридных материалов, сочетающих несколько видов композиционных материалов.
Ключевые слова: теплоизоляция, керамический композиционный материал, высокотемпературная керамика.
Список литературы
1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» //Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3–33.
2. Каблов Е.Н., Гращенков Д.В., Исаева Н.В., Солнцев С.С. Перспективные высокотемпературные керамические композиционные материалы //Российский химический журнал. 2010. Т. LIV. №1. С. 20–24.
3. Каблов Е.Н. Тенденции и ориентиры инновационного развития России: Сб. науч.-информ. матер. 3-е изд. М.: ВИАМ. 2015. 720 с.
4. Каблов Е.Н., Гращенков Д.В., Исаева Н.В., Солнцев С.С., Севастьянов В.Г. Высокотемпературные конструкционные композиционные материалы на основе стекла и керамики для перспективных изделий авиационной техники //Стекло и керамика. 2012. №4. С. 7–11.
5. Зимичев А.М., Соловьева Е.П. Волокно диоксида циркония для высокотемпературного применения (обзор) //Авиационные материалы и технологии. №3. 2014. С. 55–61.
6. Каблов Е.Н., Щетанов Б.В., Ивахненко Ю.А., Балинова Ю.А. Перспективные армирующие высокотемпературные волокна для металлических и керамических композиционных материалов //Труды ВИАМ. 2013. №2. Ст. 05 (viam-works.ru).
7. Hybrid ceramic material composed of insulating and structural ceramic layers: Pat. US 6733907; publ. 11.05.2004. 14 p.
8. Компания Siemens AG: офиц. сайт. URL: http://www.siemens.com (дата обращения: 28.10.2015 г.).
9. Компания Solar Turbines: офиц. сайт. URL: http:// www.solarturbines.com (дата обращения: 28.10.2015 г.).
10. Mutassim Z. New Gas Turbines Materials //Turbomashinery International. 2008. September–October. P. 38–42.
11. Fiber reinforced ceramic matrix composite member and method for making: Pat. US 5601674; publ. 11.02.1997. 10 p.
12. Method of producing а ceramic matrix composite: Pat. US 7153379; publ. 26.12.2006. 7 p.
13. Desimone D. Oxide Fibre Reinforced Glass Matrix Composites with ZrO2 interfaces //European Journal of Glass Science & Technology. 2009. P. 1. V. 50. №2. P. 121–126.
14. Mall S., Ahn J.-M. Frequency Effects on Fatigue Behavior of Nextel 720/alumina at Room //Temperature Journal of the European Ceramic Society. 2008. V. 28. №14. P. 2783–2789.
15. Ruggles-Wrenn M.B., Szymczak N.R. Effect of Steam Environment on Compressive Creep Behavior of Nextel 720/alumina Ceramic Composite at 1200°C //Сomposites. 2008. Part A. V. 39. P. 1829–1837.
16. Балинова Ю.А., Щеглова Т.М., Люлюкина Г.Ю., Тимошин А.С. Особенности формирования
α-Al2O3 в поликристаллических волокнах с содержанием оксида алюминия 99% в присутствии добавок Fe2O3, MgO, SiO2 //Труды ВИАМ. 2014. №3. Ст. 03 (www.viam-works.ru).
17. Бабашов В.Г. Варрик Н.М. Высокотемпературный гибкий волокнистый теплоизоляционный материал //Труды ВИАМ. 2015. № 1. Ст. 03 (www.viam-works.ru).
18. Луговой А.А., Бабашов В.Г., Карпов Ю.В. Температуропроводность градиентного теплоизоляционного материала //Труды ВИАМ. 2014. №2. Ст. 02 (www.viam-works.ru).
2. Каблов Е.Н., Гращенков Д.В., Исаева Н.В., Солнцев С.С. Перспективные высокотемпературные керамические композиционные материалы //Российский химический журнал. 2010. Т. LIV. №1. С. 20–24.
3. Каблов Е.Н. Тенденции и ориентиры инновационного развития России: Сб. науч.-информ. матер. 3-е изд. М.: ВИАМ. 2015. 720 с.
4. Каблов Е.Н., Гращенков Д.В., Исаева Н.В., Солнцев С.С., Севастьянов В.Г. Высокотемпературные конструкционные композиционные материалы на основе стекла и керамики для перспективных изделий авиационной техники //Стекло и керамика. 2012. №4. С. 7–11.
5. Зимичев А.М., Соловьева Е.П. Волокно диоксида циркония для высокотемпературного применения (обзор) //Авиационные материалы и технологии. №3. 2014. С. 55–61.
6. Каблов Е.Н., Щетанов Б.В., Ивахненко Ю.А., Балинова Ю.А. Перспективные армирующие высокотемпературные волокна для металлических и керамических композиционных материалов //Труды ВИАМ. 2013. №2. Ст. 05 (viam-works.ru).
7. Hybrid ceramic material composed of insulating and structural ceramic layers: Pat. US 6733907; publ. 11.05.2004. 14 p.
8. Компания Siemens AG: офиц. сайт. URL: http://www.siemens.com (дата обращения: 28.10.2015 г.).
9. Компания Solar Turbines: офиц. сайт. URL: http:// www.solarturbines.com (дата обращения: 28.10.2015 г.).
10. Mutassim Z. New Gas Turbines Materials //Turbomashinery International. 2008. September–October. P. 38–42.
11. Fiber reinforced ceramic matrix composite member and method for making: Pat. US 5601674; publ. 11.02.1997. 10 p.
12. Method of producing а ceramic matrix composite: Pat. US 7153379; publ. 26.12.2006. 7 p.
13. Desimone D. Oxide Fibre Reinforced Glass Matrix Composites with ZrO2 interfaces //European Journal of Glass Science & Technology. 2009. P. 1. V. 50. №2. P. 121–126.
14. Mall S., Ahn J.-M. Frequency Effects on Fatigue Behavior of Nextel 720/alumina at Room //Temperature Journal of the European Ceramic Society. 2008. V. 28. №14. P. 2783–2789.
15. Ruggles-Wrenn M.B., Szymczak N.R. Effect of Steam Environment on Compressive Creep Behavior of Nextel 720/alumina Ceramic Composite at 1200°C //Сomposites. 2008. Part A. V. 39. P. 1829–1837.
16. Балинова Ю.А., Щеглова Т.М., Люлюкина Г.Ю., Тимошин А.С. Особенности формирования
α-Al2O3 в поликристаллических волокнах с содержанием оксида алюминия 99% в присутствии добавок Fe2O3, MgO, SiO2 //Труды ВИАМ. 2014. №3. Ст. 03 (www.viam-works.ru).
17. Бабашов В.Г. Варрик Н.М. Высокотемпературный гибкий волокнистый теплоизоляционный материал //Труды ВИАМ. 2015. № 1. Ст. 03 (www.viam-works.ru).
18. Луговой А.А., Бабашов В.Г., Карпов Ю.В. Температуропроводность градиентного теплоизоляционного материала //Труды ВИАМ. 2014. №2. Ст. 02 (www.viam-works.ru).
