 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Нанесение жаростойких покрытий
Длительная эксплуатация лопаточного аппарата турбины ГТД возможна лишь при условии изготовления рабочих лопаток из жаропрочных сплавов на никелевой или кобальтовой основе. Работая в составе двигателя, лопатки подвергаются действию повышенных механических нагрузок, высоких температур и агрессивных сред. Результатом такого комплексного воздействия на деталь является ее быстрый выход из строя, что не обеспечивает требуемого ресурса изделия в целом. Для решения проблемы повышения работоспособности лопаток турбины используются различные эффективные защитные покрытия [1].
Практически для всех типов защитных покрытий, используемых для лопаток турбин, в соответствии с данными, опубликованными в работах [2–5], установлены следующие требования:
- высокая жаростойкость, определяемая способностью материала покрытия образовывать тонкую поверхностную оксидную пленку с хорошей адгезией к подложке и минимальной диффузионной проницаемостью;
- высокая структурно-фазовая стабильность, зависящая от скорости диффузионного взаимодействия покрытия с защищаемым сплавом, от стабильности покрытия по толщине в течение всего срока эксплуатации;
- оптимальная прочность, вязкость и пластичность защитного слоя, определяющие вероятность разрушения деталей в условиях циклических изменений нагрузки и температуры;
- хорошая технологичность и ремонтопригодность, характеризуемые возможностью нанесения покрытия на поверхность деталей сложной формы заданной толщины и химического состава, наличием минимального количества технологических дефектов, а также позволяющие осуществлять их восстановление и на стадии производства, и при проведении ремонтных работ в процессе эксплуатации.
В настоящее время доказано, что для создания эффективной защиты лопаток турбины из сплавов на никелевой и/или кобальтовой основе целесообразно рассматривать три элемента: Cr, Al и Si. Данные элементы при высокотемпературном окислении образуют оксиды Cr 2 O 3, Al 2 O 3 и SiO 2, обладающие высокой термостабильностью. Эффективность оксидов как диффузионных барьеров распределяется следующим образом: SiO 2 > Al 2 O 3 > Cr 2 O 3. В данном случае эффективность SiO 2 связана с его аморфной структурой. Однако в силу недостаточной адгезионной прочности диоксида кремния к металлической подложке покрытия, формирующие при эксплуатации пленку из SiO 2, широкого распространения в промышленности не получили. В свою очередь оксид Al 2 O 3 обладает лучшими защитными свойствами, чем оксид Cr2 O 3, поскольку скорость диффузии катионов через оксид алюминия меньше, чем через оксид хрома. Данный факт является причиной того, что практически все покрытия для лопаток газовых турбин основаны на алюминидных системах, модифицированных различными методами с целью улучшения защитных свойств: адгезии, стабильности, пластиности, вязкости, прочности и др. Свойства алюминидных покрытий определяются в основном их толщиной, концентрацией алюминия и присутствием легирующих элементов. Для определенных условий эксплуатации возможным является подбор алюминидного покрытия с определенным набором указанных характеристик.
В мировой практике принято различать диффузионные, конденсационные (покровные) и комбинированные покрытия [6].
Поиск по сайту: