10 ВПЛИВ ТЕХНОЛОГІЇ ВИГОТОВЛЕННЯ ДЕТАЛЕЙ ГТУ НА ВЛАСТИВОСТІ СТОПІВ

Для авіадвигунів підвищення робочої температури газу перед турбіною на 50°С забезпечує збільшення тяги на 10-12% при одночасному підвищені ККД двигуна. Технічне вирішення проблеми працездатності лопаток при високих температурах газу є можливим шляхом розробки нових конструкцій турбін з ефективною системою охолодження лопаток. За 10-15 років підвищення температури газу на вході до турбіни, пов' язане зі збільшенням жароміцності матеріалів, складало 5-6°С на рік, у той же час, розробка ефективної системи охолодження сприяла підвищенню температури газу на 20-30°С на рік.

Створення порожнин в лопатках - складний процес, що потребує врахування багатьох факторів. На сучасному етапі існує метод виготовлення лопаток литтям за витопними моделями. Для ефективного охолодження внутрішня порожнина має складну геометрію, товщина стінок пера лопатки зменшується. Ливарні ЖМ сплави, внаслідок утворення при кристалізації дендритної структури, характеризуються більшим рівнем жароміцності ніж деформовані такого ж складу, але поступаються останнім за пластичністю, опором втомі, термостійкістю, густиною, стабільністю структури. У випадку охолоджуваних лопаток ці параметри набувають ще більшого значення. В стінці пера охолоджуваної лопатки при товщині 1 мм може існувати розбіжність температур, що сягає 200-300°С, градієнт температур за перерізом лопатки зумовлює виникнення при певних режимах напружень розтягнення до 200 МПа.

Найбільш небезпечним видом ушкоджень охолоджуваних лопаток є виникнення тріщин на внутрішній поверхні. Для забезпечення працездатності деталі слід оптимізувати хімічний склад сплавів та їх структуру.

Значна увага приділяється створенню первинної структури з оптимальними параметрами завдяки регульованій кристалізації. У випадку деяких високолегованих сплавів, вміст /-фази в яких сягає 60%, термічна обробка є малоефективною при виправленні недоліків литої структури,  отже  первинна структура (після кристалізації)визначає властивості сплаву. Основними факторами впливу на властивості є розмір макрозерна, ступінь разорієнтування дендритів, розміри та форма первинної (евтектичної) /-фази, дисперсність та характер розподілу первинних карбідів, ступінь ліквації.

На сучасному етапі розроблені технології отримання лопаток методами прецезійного лиття з рівновісними зернами, спрямована кристалізація (НК), та кристалізація для отримання монокристалічної структури.