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 Creative Commons Attribution License, 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.
