Войти

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

2167
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
  • 03.04 06:05
  • 0
Ответ на "ВКС России получили новые истребители Су-35, но в дальнейшем рост экспорта может сократить внутренние закупки (Military Watch Magazine, США)"
  • 03.04 05:29
  • 0
Ответ на "NI: российский комплекс ПВО С-500 обеспечит России преимущество в СВО"
  • 03.04 05:20
  • 13
Тегеран подготовил ракеты для потенциального ответа США - СМИ
  • 03.04 05:10
  • 20
Российские системы ПВО: первый опыт реального боевого применения
  • 03.04 04:42
  • 0
Ответ на "Нарышкин: РФ за время СВО улучшила характеристики востребованных вооружений"
  • 03.04 01:09
  • 1
Ростех создал уникальный пресс для гибки деталей фюзеляжа самолета
  • 03.04 00:40
  • 8301
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 03.04 00:16
  • 1
Нарышкин: РФ за время СВО улучшила характеристики востребованных вооружений
  • 02.04 21:46
  • 0
Ответ на "США проигрывают в борьбе за передел мира (Bloomberg, США)"
  • 02.04 17:57
  • 1467
Корпорация "Иркут" до конца 2018 года поставит ВКС РФ более 30 истребителей Су-30СМ
  • 02.04 17:35
  • 0
Польские стенания об оружии. Часть 1
  • 02.04 17:33
  • 0
Тонкая грань мира
  • 02.04 14:41
  • 2
На верфи HII спущен на воду эсминец DDG-129 "Иеремия Дентон" класса "Арли Берк"
  • 02.04 13:59
  • 38
Командующий ВВС США в Европе о роли авиации в боевых действиях на Украине
  • 02.04 13:40
  • 33
Российский завод начал в три смены выпускать трехтонные супербомбы. На что они способны?