Архив журнала

Авиационные материалы и технологии №3, 2008

С.А. Будиновский, С.А. Мубояджян, А.М. Гаямов, А.А. Косьмин

Разработка и исследование комбинированных жаростойких ионно-плазменных покрытий для жаропрочных никелевых сплавов, легированных рением

Представлены результаты исследований ионно-плазменных жаростойких покрытий для жаропрочных литейных никелевых сплавов ВЖМ1-ВИ, ЖС55 и ЖС36. Показано, что для защиты от высокотемпературного окисления ренийсодержащих ЖС могут быть использованы многослойные ионно-плазменные покрытия системы МеС+ +(Ni-Cr-Al-Y-Ta)+(Al-Ni-Cr-Y). Введение в конструкцию жаростойких барьерных композиционных слоев, содержащих карбиды металлов, в частности карбида хрома, снижает интенсивность образования ВРЗ и ограничивает ее глубину, что позволяет увеличить жаростойкость сплавов типа ЖС при температуре 1100°С на базе испытаний 500 ч, при сохранении характеристик длительной прочности сплавов ЖС36, ЖС55 и ВЖМ1-ВИ при температуре 1000°С на базе 100 ч.

Ключевые слова: жаростойкие ионно-плазменные покрытия, жаропрочные никелевые сплавы

Список литературы

  1. Walston W.S., Schaeffer J.C., Murphy W.H. A new type of microstructural instability in superalloys-SRZ /In.: Superalloys 1996 //The Minerals, Metals & Materials Society. 1996. Р. 9-18.
  2. Nickel-base superalloy and article with high temperature strength and improved stability: рat. 5455120 (US), Int. Cl C22C19/05P6, C22F1/10, 1995.10.03.
  3. Method for making a coated Ni-base superalloy article of improved microstructural stability: рat. 5935353 (US), Int. Cl B32B15/01, C22C10/02, 1999.08.10.
  4. Method for fabricating a coated superalloy stabilized against the formation of SRZ: рat. 111293 (SG), Int. Cl C23C14/06B, C23C14/16, 2005.05.30.
  5. Ni-base superalloy having a coating system containing a diffusion barrier layer: рat. 2004142204 (US), Int. Cl C23C14/06B, C23C14/16US, 2004.07.22.
  6. Method for substrate stabilization of diffuzion alumunide coate nickel based superalloys: рat. WO 2006093759, Int. Cl C23C8/20, 2006.02.22.
  7. Мубояджян С.А., Каблов Е.Н., Будиновский С.А., Помелов Я.А. Нанесение защитных покрытий на детали ионно-плазменным методом //Авиационная промышленность. 1997. №3-4. С. 65-70.
  8. Мубояджян С.А., Будиновский С.А. Конденсированные и конденсационно-диффузионные покрытия для лопаток турбин из жаропрочных сплавов с направленной кристаллической структурой //МиТОМ. 1996. С. 15-18.
  9. Способ защиты лопаток газовых турбин: пат. 2280096 Рос. Федерация. Бюл. 2006. №20.
  10. Способ защиты лопаток газовых турбин: пат. 2283365 Рос. Федерация. Бюл. 2006. №25.

С.А. Мубояджян, А.Г. Галоян

Защита поверхности внутренней полостимонокристаллических лопаток турбины ГТД изсовременных безуглеродистых жаропрочных сплавов

Рассмотрены вопросы защиты поверхности внутренней полости охлаждаемых лопаток турбины из безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавов (БЖС), содержащий тугоплавкие элементы рений, вольфрам, тантал, хром. Показано, что насыщение углеродом поверхности внутренней полости лопаток перед стадией алитирования или хромалитирования способствует формированию характерной переходной диффузионной зоны под алюминидным покрытием, содержащей карбиды тугоплавких металлов, входящих в состав сплава. Переходная зона на основе β(NiAl), γ'(Ni3Al) и карбидов (Cr23C6, Cr7C3) NbC, TiC) препятствует диффузии элементов покрытия в жаропрочный сплав и образованию вторичной реакционной зоны (ВРЗ) под алитированным слоем, состоящей из хрупких топологически плотноупакованных фаз, что способствует существенному повышению ресурса лопаток турбины ГТД.

Ключевые слова: лопатки турбины ГТД, безуглеродистые жаропрочные сплавы

Список литературы

  1. Каблов Е.Н., Светлов И.Л., Петрушин Н.В. //Материаловедение. 1997. №5. С. 14-17.
  2. Каблов Е.Н., Мубояджян С.А., Будиновский C.А., Галоян А.Г. Защитные и упрочняющие покрытия лопаток турбин ГТД //Труды Междунар. науч.-техн. конф. «Научные идеи С.Т. Кишкина и современное материаловедение». М.: ВИАМ. 2006. С. 55-65.
  3. Walston W.S., Schaeffer J.C. and Murphy W.H. A New Type of Microstructural Instability in Superalloys - SRZ: Ιn Superalloys 1996 //The Minerals, Metals & Materials Society. 1996. Р. 9-18.
  4. Locci I.E., MacKay R.A., Garg A., Ritzert Fr. Successful Surface Treatments for Reducing Instabilities in Advanced Nickel-Base Superalloys for Turbine Blades.- NASA/TM-212920. 2004. Р. 1-28.
  5. Substrate stabilization of diffusion aluminide coated nickel-based superalloy: рat. 5.334.263 (US). 1994.
  6. Method for fabricating a coated superalloy stabilized against the formation of SRZ: рat. EP 1522607. 2005.
  7. A method of aluminizing a superalloy: рat. EP 0821076. 1998.

С.А. Мубояджян, А.Н. Луценко, Д.С. Горлов

Ионная обработка поверхности титановых сплавов

Рассмотрены основные достижения в области ионной обработки и модифицирования поверхности жаропрочных псевдо-α- и (α+β)-титановых сплавов, а также представлены результаты исследований новых технологических процессов, которые могут быть рекомендованы для производства и ремонта лопаток компрессора и других деталей ГТД.
Представлены результаты исследований и испытаний новых перспективных процессов ионной обработки и модифицирования поверхности титановых сплавов (ВТ8М-1, ВТ9, ВТ20, ВТ18У) в плазме чистых металлов, бинарных систем и сплавов на основе никеля, алюминия, титана и циркония.
Представленные результаты могут быть использованы для повышения ресурса работы в области температур 450-600°С существующих и перспективных лопаток компрессора и других деталей ГТД из титановых сплавов, в том числе новых титановых сплавов на интерметаллидной основе.

Ключевые слова: ионная обработка, титановые сплавы

Список литературы

  1. Мубояджян С.А., Будиновский С.А., Помелов Я.А. Современные процессы ионной обработки поверхности в плазме вакуумного дугового разряда //В сб.: Авиационные материалы и технологии. Вып.: Высокожаропрочные материалы для современных и перспективных газотурбинных двигателей и прогрессивные технологии их производства. М.: ВИАМ. 2003. С. 102-116.
  2. Луценко А.Н., Мубояджян С.А., Будиновский С.А. Промышленные технологические процессы ионной обработки поверхности //В сб.: Авиационные материалы и технологии. М.: ВИАМ. 2005. №1. С. 30-40.
  3. Мубояджян С.А., Луценко А.Н. Ионное модифицирование поверхности - перспективный процесс для защиты лопаток компрессора ГТД от солевой коррозии и эрозии //Труды международн. научн.-техн. конф., посвященной 100-летию со дня рождения академика С.Т. Кишкина. М.: ВИАМ. 2006. С. 314-319.
  4. Мубояджян С.А., Луценко А.Н., Горлов Д.С. Перспективы применения ионно-плазменных покрытий для титановых сплавов. //В сб.: Перспективы развития и применения титановых сплавов для самолетов, ракет, двигателей и судов, посвященного 55-летию лаборатории «Титановые сплавы для конструкций самолетов и двигателей». М.: ВИАМ. 2007. С. 61-68.

С.А. Мубояджян, А.Н. Луценко, Д.С. Горлов

Эрозионно-коррозионностойкие ионно-плазменныепокрытия для защиты титанового сплава ВТ8М-1

Приведены результаты исследований по разработке эрозионно-жаростойких защитных покрытий, наносимых методами вакуумной плазменной технологии высоких энергий (ВПТВЭ) и технологии плазмохимического синтеза (ТПХС). Покрытия предназначены для защиты титановых лопаток компрессора ГТД от воздействия окружающей среды во всеклиматических условиях.
По результатам проведенных металлографических, микрорентгеноспектральных, рентгеноструктурных исследований и испытаний установлено, что многослойные покрытия обеспечивают защиту титанового сплава ВТ8М-1 в общеклиматических и всеклиматических условиях при температуре 450°С при кратковременных забросах температур в диапазоне 500-600°С при сохранении механических свойств.
Многослойные ионно-плазменные эрозионно-коррозионностойкие покрытия нового поколения позволят увеличить ресурс титановых лопаток компрессора ГТД, эксплуатируемых во всеклиматических условиях, с возможностью взлета и посадки самолетов на аэродромах с грунтовой взлетно-посадочной полосой.

Ключевые слова: ионно-плазменные покрытия, титановые сплавы

Список литературы

  1. Мубояджян С.А., Луценко А.Н., Горлов Д.С. Перспективы применения ионно-плазменных покрытий для титановых сплавов //В сб.: Перспективы развития и применения титановых сплавов для самолетов, ракет, двигателей и судов (посвященном 55-летию лаборатории «Титановые сплавы для конструкций самолетов и двигателей»). М.: ВИАМ. 2007. С. 61-68.
  2. Луценко А.Н., Мубояджян С.А., Будиновский С.А. Промышленные технологические процессы ионной обработки поверхности //В сб.: Авиационные материалы и технологии. М.: ВИАМ. 2005. №1. С. 30-40.
  3. Мубояджян С.А., Луценко А.Н. Ионное модифицирование поверхности - перспективный процесс для защиты лопаток компрессора ГТД от солевой коррозии и эрозии //Труды международн. научн.-техн. конф., посвященной 100-летию со дня рождения академика С.Т. Кишкина. М.: ВИАМ. 2006. С. 314-319.

В.Я. Белоус, А.Д. Жирнов, А.Н. Луценко, С.А. Мубояджян, Д.А. Александров, К.А. Хромова

Комбинированное ионно-плазменное покрытие для повышения служебных характеристик стали ЭП866-Ш при температурах 450-650°С

Приведены результаты исследований комбинированного ионно-плазменного покрытия на стали ЭП866-Ш при температурах 450-650°С в различных климатических условиях.
По результатам комплекса проведенных исследований и испытаний, установлено, что покрытие СДП-1+ВСДП-20 обладает жаростойкостью и коррозионной стойкостью при температурах 450-650°С в условиях работы лопаток компрессора и промышленно опробовано на стальных лопатках компрессора ГТД.

Ключевые слова: ионно-плазменные покрытия, сталь ЭП866-Ш