ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ОТЛИВОК ИЗ СПЛАВА СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

В ходе работы проведены опытные плавки интерметаллидного титанового сплава в вакуумной индукционной плавильной установке с «холодным тиглем» и изготовлены лопатки газотурбинного двигателя методом литья по выплавляемым моделям в центробежном поле. Изучена структура исходной шихтовой заготовки для выплавки интерметаллидного титанового сплава. Проанализирован ее химический состав. Представлены технологические параметры литья и результаты металлографического анализа полученных лопаток. Установлено, что структура литой лопатки имеет пластинчатое строение и состоит из фаз γ и α2. Приведены результаты испытания механических свойств. Установлено, что предел прочности при растяжении σв = 765 МПа, предел текучести σт = 726,5 МПа, относительное удлинение δ = 1,6 %. Исследовано распределение напряжений на пере лопатки и построены эпюры их распределения. Проведены испытания образцов лопаток на длительную прочность (t = 650 °С, τ = 500 ч), усталостную прочность и ударную вязкость.

1. Varin R.A., Winnicka M.B. Plasticity of structural intermetallic compounds // Mater. Sci. Eng. A. 1991. Vol. 137. No. C. P. 93—103.

2. Mazdiyasni S., Miracle D.B., Dimiduk D.M., Mendiratta M.G., Subramanian P.R. High temperature phase equilibria of the Ll2 composition in the AlTiNi, AlTiFe, and AlTiCu systems // Scripta Metall. 1989. Vol. 23. No. 3. P. 327—331.

3. Suryanarayana C., Froes F.H. The current status of titanium rapid solidification // J. Metals. 1990. Vol. 42. No. 3. P. 22—25.

4. Dimiduk D.M. Gamma titanium aluminide alloys — an assessment within the competition of aerospace structural materials // Mater. Sci. Eng. A. 1999. Vol. 263. No. 2. P. 281—288.

5. Dimiduk D.M., Mendiratta M.G. Subramanian P.R. Development approaches for advanced intermetallic materials — historical perspective and selected successes // Proc. 1-st Int. Symp. on Structural Intermetallics. Champion, PA, USA, 1993. P. 619—630.

6. Yamaguchi M., Inui H. TiAl compounds for structural applications // Proc. 1-st Int. Symp. on Structural Intermetallics. Champion, PA, USA, 1993. P. 127—142.

7. Yamaguchi M., Umakoshi Y. The deformation behavior of intermetallic superlattice compounds // Progr. Mater. Sci. 1990. Vol. 34. No. 1. P. 1—148.

8. Гринберг Б.А., Иванов М.А. Интерметаллиды Ni3Al и TiAl: Микроструктура, деформационное поведение. Екатеринбург: УрО РАН, 2002.

9. Ильин А.А., Колачев Б.А., Полькин И.С. Титановые сплавы. Состав, структура, свойства: Справочник. М.: ВИЛС—МАТИ, 2009.

10. Appel F., Paul J.D.H., Oehring M. Gamma titanium aluminides alloys. Wiley-VCH Verlag & Co. KGaA, 2011.

11. Хауптман Т., Биллхофер Г. Титановые сплавы как перспективные материалы для изготовления литых деталей в авиамоторостроении // Литейщик России. 2011. No. 7. С. 5—8.

12. Дубровин В.К. Теоретические основы и технологии процессов формообразования на основе кремнеземистых и силикатных систем в точном литье Дис. … докт. техн. наук. Челябинск: ЮУрГУ, 2010.

13. Pavlinich S.P., Bakerin S.V., Zaitsev M.V., Mysik R.K., Sulitsin A.V. Investigation of thin- walled titanium aluminide lost-wax casting structure and properties // Advanced Materials and Processing Technology — 2013: Mater. Int. XIV Russian-Chinese Symp. Proc. Khabarovsk: Pacific National University, 2013. P. 235—238.

14. Павлинич С.П., Бакерин С.В., Зайцев М.В., Мысик Р.К., Сулицин А.В. Изготовление тонкостенных отливок из алюминида титана методом литья по выплавляемым моделям // Тр. XI Съезда литейщиков России. Нижний Тагил: Изд-во УВЗ, 2013. С. 319—322.

15. Павлинич С.П., Бакерин С.В., Брусницын С.В., Сулицин А.В., Карпинский А.В. Исследование структуры и свойств шихтовой заготовки для выплавки интерметаллидного сплава // Литейщик России. 2012. No. 2. С. 17—19.

16. Методы испытания, контроля и исследования машиностроительных материалов: Спр. пос. / Под ред. А.Т. Туманова. М.: Машиностроение, 1974.

17. Каблов Е.Н. Литые лопатки газотурбинных двигателей. М.: МИСиС, 2001.

18. Имаев Р.М., Кайбышев О.А., Салищев Г.А. Механические свойства мелкозернистого интерметаллида TiАl // Физика металлов и металловедение. 1991. No. 8. C. 179—197.

19. Полькин И.С., Гребенюк О.Н., Саленков В.С. Интерметаллиды на основе титана // Технол. легких сплавов. 2010. No. 2. С. 5—15.

20. Мамонов А.М., Ильин А.А., Носов В.К. Особенности и перспективы применения водородной технологии сплавов на основе Ti3Al // Авиационная пром-сть. 2002. No. 2. С. 14—17.