Войти

«ВИЛС» представил на «Металл-Экспо'2017» новую перспективную технологию производства заготовок дисков авиационных двигателей

2189
0
+3
Дмитрий Егоров
Ведущий научный сотрудник лаборатории №3 «ВИЛС» Дмитрий Егоров.
Источник изображения: http://www.oaovils.ru/

Перспективный метод производства заготовок дисков авиационного газотурбинного двигателя (ГТД) с функционально-градиентными характеристиками, разработанный «Всероссийским институтом легких сплавов», был представлен участникам международной промышленной выставки «Металл-Экспо'2017». Отличительная особенность новой технологии – в формировании переменной структуры изделия за счёт сочетания гранул разной крупности одного жаропрочного никелевого сплава. Это позволяет повысить температуру эксплуатации обода дисков и уменьшить сечение ступицы, тем самым повысив КПД, экономичность и весовые характеристики двигателей.


С докладом о новой технологии выступил ведущий научный сотрудник лаборатории №3 «ВИЛС» Дмитрий Егоров. Он пояснил, чем обусловлена актуальность этой разработки: «При создании каждого следующего поколения ГТД конструкторы стремятся повысить температуру газа на входе в турбину для увеличения КПД двигателей. Однако условия эксплуатации разных частей дисков существенно меняются при переходе от обода к ступичной части. Температура эксплуатации обода составляет 650 оС и выше, в ступице –400 оС. Также существенно меняется радиальные и окружные напряжения по сечению диска: их уровень в ступице и полотне существенно выше чем в ободе. Поэтому необходимо на ободе обеспечить максимально возможную жаропрочность, а в ступице – максимально возможную прочность и сопротивление малоцикловой усталости».


Специалисты «ВИЛС» предложили и внедрили конструкторско-технологическое решение, позволяющее достичь необходимые характеристики изделия. Заготовку изготавливают методом горячего изостатического прессования с использованием ноу-хау «ВИЛС» на стадии заполнения и герметизации капсул с гранулами, что обеспечивает равномерное заполнение различных зон диска мелкими и крупными гранулами с формированием переменной структуры по его сечению.


Последующую закалку при термообработке заготовок проводят при температуре выше температуры сольвуса сплава, что обеспечивает участие в механизме упрочнения максимального объёма выделяемой γ'-фазы. В результате полученная заготовка обладает высокой прочностью и сопротивлением малоцикловой усталости в области ступицы и высокой жаропрочностью в зоне обода, что обеспечивает увеличенный ресурс и надежность детали в эксплуатации.


Предложенная инновационная технология позволяет получать в одном изделии области с разницей размера зерна примерно в два раза (28 и 53 мкм) и шириной переходной зоны 500-800 мкм в заданной конструкторами геометрии диска с формированием функционально-градиентной структуры материала.


«Сейчас для получения дисков с переменной структурой чаще всего используется стабильный и относительно экономичный метод Dual Micro Heat Treatment, разработанный в NASA, однако новая технология «ВИЛС» превосходит его по ряду параметров, в частности, она обеспечивает более высокий уровень свойств в зоне с мелким зерном», – отметил Дмитрий Егоров. Новая технология производства дисков с переменной структурой защищена двумя патентами РФ.


Учёный также рассказал, что формирование переменной структуры в заготовках дисков даёт существенный эффект только в случае использования сложнолегированных сплавов с высокой объемной долей упрочняющей γ'-фазы, что обеспечивает большой запас по жаропрочности при температуре до 750 °С, например, сплавов ЭП741НП и ВВ750П.


После успешных испытаний материала экспериментального диска была разработана опытная технология изготовления полноразмерных заготовок дисков II ступени турбины высокого давления (ТВД) для двигателя ПД-14 из гранул сплава ВВ750П, обладающего на сегодняшний день самым высоким уровнем длительной прочности при температурах до 750 °С из существующих дисковых сплавов как у нас в стране, так и за рубежом.


В настоящее время изготовленные по новой технологии полноразмерные заготовки дисков II ступени ТВД с переменной структурой диаметром 510 мм, высотой 128 мм и массой 118 кг из гранул сплава ВВ750П для турбины авиационного двигателя ПД-14 проходят апробацию в АО «ОДК-Авиадвигатель» (г. Пермь).


С «ОДК-Авиадвигатель», разработчиком ПД-14, подписаны технические задания на разработку нового сплава и технологии производства заготовок дисков с переменной структурой и функционально-градиентными свойствами для перспективного двигателя – ПД-35.

Права на данный материал принадлежат
Материал передан ВПК.name правообладателем
  • В новости упоминаются
Страны
Продукция
Компании
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 05.06 20:10
  • 1
В России рассказали о рекордном ресурсе пушек «Терминатора»
  • 05.06 20:03
  • 2
Ответ на "Каким будет будущее стратегической авиации России"
  • 05.06 20:02
  • 173
В России запустили производство 20 самолетов Ту-214
  • 05.06 19:04
  • 1487
Корпорация "Иркут" до конца 2018 года поставит ВКС РФ более 30 истребителей Су-30СМ
  • 05.06 18:41
  • 10
Проблемы с самолетом "Байкал"
  • 05.06 18:30
  • 0
Ответ на "В США оценили создающую проблемы для НАТО ракету России"
  • 05.06 18:22
  • 1
Каким будет будущее стратегической авиации России
  • 05.06 17:46
  • 1
Самолёт ТВРС-44 получил название «Ладога»
  • 05.06 17:00
  • 9257
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 05.06 09:20
  • 2
Запущенная с "Иноходца" ракета Х-БПЛА (ТКБ-1030) сожгла бронемашину ВСУ
  • 05.06 09:13
  • 1
Пентагон заявил об опасности атак дронов Китая на американские аэродромы
  • 05.06 09:02
  • 1
Комплексы "Ланцет" применяют для защиты Крыма
  • 05.06 08:52
  • 1
СВО повысила мировую популярность российского оружия
  • 05.06 06:07
  • 0
Ответ на "Десантная кооперация: новый корабль «Владимир Андреев» встанет в строй в 2026-м"
  • 05.06 02:13
  • 3
Десантная кооперация: новый корабль «Владимир Андреев» встанет в строй в 2026-м