ОЦІНКА КОРОЗІЙНО-МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ МАТЕРІАЛІВ ТА ПРОГНОЗУВАННЯ БЕЗПЕКИ ДЕТАЛЕЙ ГАЗОВИХ ТУРБІН
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6885-2024-2-5Ключові слова:
жароміцні сплави, температурно-часові залежності, окисне середовище, сульфідно-окисна корозія, прогнозування.Анотація
Мета роботи. Визначення можливості застосування температурно-часових параметричних залежностей Міллера-Ларсона, Менсона-Хаферда, Шербі-Дорна для тривалого прогнозування характеристик міцності деталей, що зазнають окислювального і високотемпературного сульфідно-окислювального впливу.
Методи дослідження. Дослідження тривалої міцності проводили на зразках із сплаву ВЖЛ-12У та ЗМІ-3У в синтетичній золі (66,2 % Na2SO4, 20,4 % Fe2O3, 8,3 % NiO, 3,3% CaO, 1,8 % V2O5) та окисному середовищі при температурі 800 ºС, 850 ºС. Для прогнозу межі міцності матеріалів в окисному та корозійному середовищі було застосовано температурно-часові параметричні залежності Міллера-Ларсона, Менсона-Хаферда, Шербі-Дорна. Мікроструктуру зразків досліджували з використанням оптичного мікроскопу МІМ-8М
Отримані результати. Отримані результати свідчать про високий рівень корозійної стійкості зразків марки ЗМІ-3У при температурі 800 ºС, 850 ºС та можливість розрахунковим методом визначити границю міцності матеріалу на термін 1000, 5000 та 10000годин.
Проведені випробування зразків сплаву ВЖЛ-12У в синтетичній золі показали розбіжність експериментального часу до руйнування зразків і розрахункового значення незалежно від параметричного методу, що вказує на безпосередню залежність тривалої міцності від ступеня корозійної пошкоджуваності поверхні зразків.
Наукова новизна. Підтверджена можливість застосування температурно-часових параметричних залежностей Міллера-Ларсона, Менсона-Хаферда, Шербі-Дорна для тривалого прогнозування характеристик міцності деталей в окислювальному середовищі. В умовах сульфідно-окисного середовища застосування параметричних методів для визначення характеристик міцності на термін до 10000 годин можливе лише для корозійностійких сплавів. Інтенсивне корозійне пошкодження сплаву ВЖЛ12-У призводить до прискореної деформації, обмежує застосування температурно-часових залежностей для ефективного прогнозування часу руйнування деталей із даного матеріалу.
Практична цінність. Визначення достовірного методу прогнозування характеристик міцності жароміцних сплавів в окисному та корозійному середовищі дозволяє знизити часові і фінансові витрати на проведення тривалих натурних досліджень.
Посилання
Belikov S., Boguslaev V., Muravchenko F. (2003). Tehnologicheskoe obespechenie ekspluatacionnyh harakteristik detalej GTD. Lopatki turbiny : monografiya. chast 2 [Technological support of operational characteris-tics of GTE parts. Turbine blades: monograph. part 2]. Zaporozhe, Ukraine: Motor-Sich, 420.
Myalnica P. (2023). Materiali i tehnologiyi dlya lopatok vitchiznyanih promislovih gazoturbinnih dviguniv [Materials and technologies for blades of do-mestic industrial gas turbine engines]. Kyiv, Ukraine: Sci-entific thought, 177
Velikanova N. P., Velikanov P. G., Kiselev A. S. (2011). Vliyanie ekspluatacionnoj narabotki na harakter-istiki dlitelnoj prochnosti zharoprochnogo splava dlya rabochih lopatok turbin aviacionnyh GTD. [Influence of operational hours on the strength characteristics of long working for superalloys of turbine blade of gas turbine engines]. Zaporozhye, Ukraine : Scientific and technical journal «Bulletin of Engine Construction», 2, 239–243.
Gayduk S., Kononov V. (2017). Prognozirovanie parametrov strukturnoj stabilnosti litejnyh zharo-prochnyh nikelevyh splavov. [Structural stabilityparame-ters forecast for high-temperature nickel-base cast alloys] / Zaporozhye, Ukraine: Scientific and technical journal «Bulletin of Engine Construction», 1, 139–148. https://doi.org/10.15588/1727-0219-2017-1-24
Shmirko V., Korobko A., Pisarskij А., Troyan Yu. (2020). Prognozuvannya bezpeki i dovgovichnosti ro-bochih lopatok gazovih turbin [Prediction of safety and durability of gas turbine blades]. Kyiv, Ukraine: Scientific and technical journal «Metal Science and Metal Pro-cessing», 3, 63–68. https://doi.org/10.15407/mom2020.03.063
Belikov S., Koval A., Sanchugov E. (2001). Prin-cipy legirovaniya zharoprochnyh nikelevyh splavov, stojkih k vysokotemperaturnoj korrozii [Principles of al-loying of heat-resistant nickel alloys resistant to high-temperature corrosion]. Kyiv, Ukraine : Metallology and heat treatment of metals, 10, 5–9.
Tajra S., Otani R. (1986). Teoriya visokotempera-turnoj prochnosti materialov [Theory of viscotempera-ture strength of materials]. Moscow, Russia : Metallurgy, 280.
Larson F. R., Miller J. (1952). Time-temperature relationship for rupture and creep stresses. Trans. ASME, 74, 765–775.
Dorn J. E. (1957). Some Fundamental Experi-ments on High Temperature Creep.: NPL, Conference on Creep and Fracture. New York: Philosophical Library, 89.
Manson S., Haferd A. (1953). A linear time-temperature relation for extrapolation of creep and stress rupture data. NACA-TN-2890, 91–93.
##submission.downloads##
Опубліковано
Версії
- 2024-07-01 (2)
- 2024-06-27 (1)
Номер
Розділ
Ліцензія
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
-
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
-
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
-
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
