name: УПРОЧНЕНИЕ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ ДЛЯ РАБОЧИХ ЛОПАТОК ПАРОВЫХ ТУРБИН ПОВЫШЕННОЙ МОЩНОСТИ МЕТОДАМИ ТЕРМОЦИКЛИРОВАНИЯ И ЭЛЕКТРОИСКРОВЫМ ЛЕГИРОВАНИЕМ
keyword_list: псевдо-альфа-титановые сплавы, Титановый сплав ОТ4, титановый сплав ВТ20, термоциклическая обработка, ЭЛЕКТРОИСКРОВОЕ ЛЕГИРОВАНИЕ, РАБОЧАЯ ЛОПАТКА, ПАРОВАЯ ТУРБИНА
abstract: Цель работы – разработка технологических режимов упрочнения теплостойких псевдо-альфа-титановых сплавов ВТ20 и ОТ4 для крупногабаритных лопаток паровых турбин термоциклированием и электроискровым легированием на основе изучения закономерностей структурных и фазовых превращений при этих процессах.Научная новизна: 1. Установлены закономерности влияния режимов термоциклической обработки на формирование структуры сплавов ВТ20 и ОТ4. 2. Экспериментально показано, что термоциклическая обработка титановых сплавов ВТ20 и ОТ4 обеспечивает упрочнение альфа-зерен за счет образования разветвленной сетки субграниц, а также полигонизированных структур с густой сеткой дислокаций, устойчивых при высоких температурах. 3. Экспериментально показано, что термоциклическая обработка титановых сплавов ВТ20 и ОТ4 обеспечивает упрочнение альфа-зерен за счет образования разветвленной сетки субграниц, а также полигонизированных структур с густой сеткой дислокаций, устойчивых при высоких температурах. Установлено, что, наибольшая удельная масса и наименьшая пористость покрытия достигаются при силе тока 8А, емкости разряда – 0,6мкФ.В результате работы предложен новый подход к решению проблемы повышения прочности и теплостойкости крупногабаритных лопаток паровых турбин, заключающийся в использовании для этих деталей псевдо-альфа-титановых сплавов ВТ20 и ОТ4, отличающихся повышенной теплостойкостью, упрочненных термоциклической обработкой. Для повышения эрозионной стойкости титановых лопаток предложено использовать электроискровые покрытия из никель-боридного сплава ПГ-12Н-03, имеющего высокую твердость и коррозионную стойкость. Экспериментально и теоретически установлены закономерности формирования структуры, фазового состава и дислокационной структуры при термоциклической обработке. Установлено, что при термоциклировании титановых сплавов в области температур полиморфного превращения (10…12 циклов) происходит интенсивное измельчение зерна (до 3…5мкм), уменьшение содержания бета-фазы в структуре (менее 5%) и формирование в зернах альфа-фазы густой и стабильной сетки дислокаций, стабильной при высоких температурах. Исследован процесс нанесения электроискровых покрытий на титановые лопатки паровых турбин электродом ПГ-12Н-03 и свойства этих покрытий. Наибольшее влияние на производительность процесса (массоперенос электродного материала) оказывает удельное время нанесения покрытий, меньшее влияние – ток электроискрового разряда. Разработаны математические модели электроискрового легирования, которые в дальнейшем могут использоваться для проектирования технологических процессов поверхностного упрочнения титановых лопаток паровых турбин. Разработанные технологии и методы упрочнения псевдо-альфа-титановых сплавов для лопаток паровых турбин повышенной мощности термоциклической обработкой и электроискровым легированием апробированы и внедрены в Нововоронежском управлении - филиал АО «Электроцентромонтаж». Ожидаемый экономический эффект от внедрения составит 2,5 млн. руб. Основные научные положения, выводы и рекомендации диссертации внедрены в учебный процесс кафедры технологии материалов и транспорта ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет». Перспективами для дальнейшего использования полученных результатов является широкое применение в промышленности псевдо-альфа-титановых сплавов ВТ20 и ОТ4, упрочненных термоциклической обработкой и электроискровым легированием, для производства деталей, работающих при температурах до 600°С, например, рабочих лопаток паровых турбин.
chairman_dissertation_council.surname: Колмыков В.И.
chairman_dissertation_council.position: Профессор
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
organization_supervisor.surname: Емельянов С. Г.
organization_supervisor.position: Ректор
organization_supervisor.degree: Доктор технических наук
rubrics.code: 53.49.09
rubrics.name: Прочность и пластичность металлов и сплавов
rubrics.code: 53.49.05
rubrics.name: Фазовые и структурные превращения в металлах и сплавах
rubrics.code: 53.49.21
rubrics.name: Термическая и химико-термическая обработка металлов и сплавов
oecds.code: 02.00.00
oecds.name: Engineering and Technology
speciality_codes.name: Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов
speciality_codes.code: 05.16.01
supervisors.fio: Филонович А.В.
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Химмухин С.Н.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Материаловедение (по отраслям)
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Грашков С.А.
opponents.scientific_degree: Кандидат технических наук
opponents.speciality_code: Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ЮЗГУ
protection_organization.name: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет"
protection_organization.ogrn: 1034637015786
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ЮЗГУ
author_organization.name: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет"
author_organization.ogrn: 1034637015786
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения