Исследование микроструктуры жаропрочного монокристаллического сплава после высокотемпературной эксплуатации

Исследована микроструктура материала рабочей лопатки 1-й ступени газовой турбины SGT-400 Siemens, изготовленной из жаропрочного монокристаллического сплава, в постэксплуатационном состоянии (после отработки назначенного ресурса ~25 000 ч). Методами электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа и дифференциальной сканирующей калориметрии изучено структурно-фазовое состояние жаропрочного монокристаллического никелевого сплава после натурной эксплуатации в условиях длительного воздействия высокотемпературного газового потока и рабочих нагрузок. Изучены закономерности процесса высокотемпературного старения, проявляющиеся в появлении крупной пористости, выделении пластинчатой γ’-фазы и локальном сращивании ячеек γ´-фазы в осях дендритов. Методом микроиндентирования проведены исследования микротвердости в разных зонах и структурных составляющих материала замковой и перовой частей лопатки.

1. Каблов Е. Н., Петрушин Н. В., Светлов И. Л. Литейные жаропрочные никелевые сплавы для перспективных авиационных ГТД // Технология легких сплавов. – 2007. – № 2. – С. 17–23.

2. Бондаренко Ю. А., Базылева О. А., Ечин А. Б., Сурова В. А., Нарский А. Р. Высокоградиентная направленная кристаллизация деталей из сплава ВКНА-1В // Литейное производство. – 2012. – № 6. – С. 3–15.

3. Каблов Е. Н. Литые лопатки газотурбинных двигателей (сплавы, технология, покрытия). – М.: МИСИС, 2001. – 632 с.

4. Булахтина М. А. Особенности структурных изменений в литейных сплавах на основе Ni3Al при термической обработке, постоянных и циклических нагружениях при высоких температурах // Дис. ... канд. техн. наук. – М., 2022. – 112 с.

5. Каблов Е. Н., Орлов М. Р., Оспенникова О. Г. Механизмы образования пористости в монокристаллических лопатках турбины и кинетика ее устранения при горячем изостатической прессовании // Юбилейный научно-технический сборник: «80 лет. Авиационные материалы и технологии», 2012. – С. 20–43.

6. Петрушин Н. В., Бронфин М. Б., Каблов Е. Н., Хацинская И. М., Чабина Е. Б., Рощина И. Н., Тимофеева О. Б. Особенности структурно-фазовых превращений при термической обработке высокорениевых жаропрочных сплавов // Литейные жаропрочные сплавы. Эффект С. Т. Кишкина. – М.: Наука, 2006. – C. 142–154.

7. Логунов А. В. Жаропрочные никелевые сплавы для лопаток и дисков газовых турбин. – Рыбинск: ИД «Газотурбинные технологии», 2017. – 855 с.

8. Морозова Г. И., Тимофеева О. Б., Петрушин Н. В. Особенности структуры и фазового состава высокорениевого жаропрочного сплава // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2009. – № 2 (644). – С. 10–16.