Богуслаев (Богуслаев В.А., Муравченко Ф.М., Жеманюк П.Д., 2003 - Технологическое обеспечение эксплуатационных характеристик ГТД. Том 1), страница 52

5. !7). Двигатель отработал семь циклов со средней концентрацией пылевидного кварца КП-3 К= 0,2 г/м . Оценка эрозионной стойкости лопаток без покрытия и лопаток с покрытиями на основе нитрида титана осушесталялась путем измерения веса лопаток и геометрических размеров профиля пера. Масса лопаток Р до и после испытаний измерялась на аналитических весах АДВ-200М с точностью до 0,1 мг. Геометрические параметры пера лопаток: хорда, В, максимальная тОЛщИНа ПрсфИЛя, Смат, тОЛщИНа ПРОфняя ПЕра у ВХОдппй КРОМКИ, С1 и толщина профиля пера у выходной кромки, Ст — измерялись штатным контрольным инструментом, применяемым при изготовлении лопаток компрессора в условиях серийного цеха.

Обозначив измеряемые параметры через Д, можно определить среднее его изменение Ьдср. и относительное изменение бдср, 8Д1 при испытании бд,„= Х бд', И бдт = д11- -дат 100%, дп где Ди — величина измеряемого параметра лопатки до испытаний; Д31 — величина измеряемого параметра лопатки после испытаний; л — количество лопаток при испытании. Относительная эрозионная стойкость е определялась отношением величины уменьшения массы серийных лопаток и экспериментальных, б(~ 111-'ср.элса 5.8.2 Резул»таты исслеловаппй Проведенные исследования показали, что у лопаток, имеющих покрытия на основе нитрида титана, эрозионная стойкость выше серийных. 380 ионному износу являются лопатки рытием! типа — Т!Х+ СгХ.

У них ' ~".',;:.",::.'х серийных в 12 раз, при этом,:,,':''~~~;-',: хорды, практически не подвержены .':.''-';:,.-~-,'~:,, сследований эрозионной стойкости -: .'.,:.-:-'~':~~*,;, с, с мм % г % Наиб (для 1 ступе эрозионна геометриче износу (табл. 5.5). ойкими к эроз прессора) с пок кость выше раметры„кроме олее ст ни ком я стой ские па Табли лопаток 1 с ца 5.5 туп ени — Результаты и компрессора с, ПС ПС ПС,, ПС, мм % мм % Лопатки серийные 0,4000 1,4065 0,0738 6,6895 0,0833 16,3794 0,0400 13,5388 0,3177 1.7744 Лопатки с покрытием 1 0,3080 1.0827 0,0261 ЮД 395 ттмтт.тпмв-1а,ирь.гп - Самолет своими руапимвт! 381 Лопатки с другими типами покрытий хуже противостоят эрозионному износу, однако и у них эрозионная стойкость в 1,4...3,7 раза выше серийных (см.

табл. 5.5). Эрозионная стойкость лона!Вк У1 ступени компрессора, имеющих покрытие Т1(Ч + Сг(т(, выше серийных в 10,3 раз. Таблица 5.6 — Результаты исследований эрозионной стойкости лопаток У1 ступени компрессора 0 0852 Ю,'4599 37ПО 0.2220 !3998 !4!В! 0.2188 1,1695 1,4ИЦ 1 0.2700 0,8754 П О,ЗОЮО 1,0539 00167 1,2т981 00333 6,1292 Ю,ОКВ г,З!68 01 0,3000 1,0490 !9 0,2ЯВ 0,8754 г < \ 0,0300 4,7051 П О,ЗЯВ 1.2ЗЗО Ш 0,4000 1,4002 О,ИЗЗ 2,1382 0,04!В 82269 !9 0,400 1,4036 0,0550 4,9352 Лопатки серийные 02846 1,0755 00423 3,4706 0,0546 9,2172 0,0177 5,0634 Лопатки с покрапием Лопатки серийные 0,2077 0,7275 0,0277 1,8547 0,0508 7,8041 Лопатки с покрытием 0.1ЯВ 0,5938 П 0.2250 0,7914 Ш 02333 0,8167 !9 0,!ЯВ 0.5245 0,0400 2,6111 — наиболее стойким к эрозионному износу является покрытие 1 типа (Т1!и* + СгХ); — лопатки, имеющие покрытие 1 типа, практически не подвеРжены износУ по Смак и С2; — ХОрдЫ (кг) ЛОПатОК С ПОКрЫтИЕМ 1 тИПа ИЗНПШИВП!Отея В 1,22 ...

1,30 раза меньше серийных; — покрытие на основе нитрида титана (Т1)Ч + СгЩ повышает эрозионную стойкость лопаток компрессора в 10 ... 12 раз. 383 382 Глубина распространения о ю во зо 4а во вс м~ ао +во ! о Условный номер лопатки Микро- твердость, МПа Тве дос НКС Режим напыления Перо 12720 12720 10300 33,0 355 34,0... 34,5 34,5 35,5 34,0 1 2 3 о мну 12720 1!420 !2720 34,5 35,5 34,0...34,5 34,0...34,5 35,0...35,5 34,0 20 21 23 ! 2720 9340 10300 35,0...35,5 36,0 35,5..З6,0 35„0...35,5 36,0...36,5 35,5 26 29 34 4580 Серийные (без покрытия) 35,0 38 34,5...35,0 34,5...35,0 39 4580 35,5 35,5 43 5.9 Параметры качества рабочих лопаток 1 ступени компрессора с покрытием иа основе иитрнда титана 5.9.1 Определение твердости и микротаердости При проведении исследований определялись твердость по перу и хвостовнку и микротвердость по перу лопаток, покрытых нитридом титана„и без покрытия.

Твердость определяли по Роквеллу, а измерение микротвердостн производили на приборе ПМТ-3 при нагрузке 20 г (табл. 5.7). Таблица 5.7 — Данные измерений твердости и микротвердости Из полученных результатов (см. табл. 5.7) видно, что покрытие на основе ингрида титана увеличивает микротвердость пера лопатки с 4000...4500 МПа до 10000...12720 МПа. 5.9.2 Определение остаточных напряжений Определение остаточных напряжений в лопатках, покрытых нитридом титана, и без покрытия, проводилось механическим методом на приборе ПИОН-2. вчтпломв-!варь.ти - Самолет своими руыхииу! На лопатках с покрытием пера нитрндом титана в поверхностном слое наблюдаются остаточные напряжения сжатия величиной ! 40 ... 150 МПа (рис.

5.18). Рвсуаак 5.18 — Распределение остаточных ваврхжевай в поверхиюепахх слое пера рабочих лопаток компрессора 1 стувеии лопатки изделия «78»! — Ь вЂ” — без покрытия; — о — — с покрытием по 1-му режиму напыления; — х — — с покрытием по 2-му режиму напыления; 5.9З Влияние покрытий иа вес и собственные частоты колебаний лопаток В процессе исследований определялся вес и собственные частоты колебаний лопаток как до, так н после нанесения покрытия пз нитрида титана. Масса лопаток определялся на аналитических весах АДВ-2ООМ с точностью О,! мг, а собственная частота - на злектродинамическом вибраторе ВЭДС-200.

Максимальное отклонение частоты собспенных колебаний лопаток после нанесения покрытия не превышает погрешности измерения (+1%) (табл. 5.8), то есть практически не изменяется. Среднее увеличение массы лопатки после нанесения нгприда титана составляет 26,2 мг. 385 384 Таблица 5.8 — Данные измерений массы и собственной частоты рабочих лопаток компрессора 1 ст. изделия «78» Частота, Гц Масса г Номер лопатки Ф'=А-,6, Гц ДО напыления после напыления после напыления С до напьишия С 5. 10.2 Результаты исследований 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 614 604 604 595 591 613 625 600 613 597 606 603 601 600 6 ГО 607 590 613 592 615 628 608 596 616 620 б!7 603 608 616 613 610 610 617 612 612 617 614 610 603 596 595 613 624 600 620 594 606 607 602 603 616 609 591 613 594 617 632 610 597 607 623 614 605 611 609 616 608 611 617 6!2 612 615 0 +6 -1 +1 +4 0 -1 0 +7 -3 0 +4 +1 +3 +6 +2 +1 0 +2 +2 +4 +2 +1 -9 +3 -3 +2 +3 -7 +3 -2 +1 0 0 0 -2 18,7217 19,1925 19,1202 18,8205 18,5164 18,9548 18,6!21 18,8659 18,7093 18,5089 18,4649 18,7619 18,6744 18,7165 18,8508 18,6880 18,41 19 18,5993 18,7185 18.7692 18,5044 18,7553 18,8778 18,4854 18„6949 18,2034 18,7285 18,8212 18,9811 18,6963 18,8016 18,7389 18,6216 18,4960 18,6722 18,3195 18,8459 19,3102 19,2300 18,9100 18,6110 19,0395 18,6704 ! 8,9433 18,7738 18,5629 18,5162 18,8300 18,7300 18,7690 18,8992 18,7459 18,4662 18.6575 19,7708 18,8262 18,5599 ! 8,8100 18,9300 18,5380 18,7498 18,2502 18,7756 18,8706 19,0100 ! 8,7469 18,8300 18,7700 18,8370 18,6708 18,7048 18,3500 ипил оЬЬ-1а ярь.тп - Самолет своими руяпаии«! 5ЛО Исследования иа коррозиоиную стойкость 5ЛОЛ Методика проведения исследований Сравнительные и ускоренные испытания на коррозионную стойкость лопаток проводились по методике ВИАМ с имитацией морских условий.

Время испытаний — 10 суток Суточный режим испытаний: — ! час — нагрев образцов до температуры 300 С с последующим охлаждением в 3% растворе хлористого натрия; — ! 2-часовая выдержка во влажной камере à — 4 при температуре 45 ...55 С и относительной влажности 95 ... 100%„ — !О-часовая выдержка в камере à — 4 при температуре 18 ... 23 С и относительной влажности 95 ... 100%; — 1 час — сушка и осмотр образцов. Оценка коррозионной стойкости образцов производилась по состоянию внешнего вида при визуальном осмотре и по изменению их веса после испытаний. Взвешивание образцов до и после испытаний проводилось на аналитических весах типа АД — 2ООМ. При визуальном осмотре на всех образцах обнаружено незначительное окисление поверхности.

Продуктов коррозии и разьелания не обнаружено. Масса образцов после выполненных испытаний на коррозионную стойкость практически не изменилась (табл. 5.9), 386 387 Сг ~о МПа воо 2,75 2,70 2,65 4 ВО 3о' то' зо' и зо Таблица 5.9 — Данные взвешивания лопаток при их испытании на коррозионную стойкость 5.11 Исследование лопаток, покрытых ннтридом титана, на устзлость Исследования лопаток 1-й ступени компрессора изделия «78» П1-й серии, покрытых нитридом титана, проводились на вибростендах типа ВЗДС вЂ” 200 при комнатной температуре. Предел выносливости лопаток определялся стандартным методом, для чего испытано 20 лопаток, покрытых нитридом титана. База испытаний— Ф = 1х10" цикла.

Предел выносливости лопаток, покрытых нитридом титана, составил а ~ = 500 МПа, что на 11% вьппе предела выносливости лопаток без покрытия, имеющих о ~ = 450 МПа (рис. 5.19). пп»«.тойьиа.»рь.го - Сом«лет«о»пни рткомп»1 Расулов 5. 19 — Крпвая усталости лопаток 1 ступени пзд «78» Ш серпа с покрытием па основе Т1Х 389 388 ЛИТЕРАТУРА 5.1. Табаков (%/ ТаЬайоб). Эрозия компрессора и ухудшение характеристик турбомашин. (Согпргеззог Егоз(оп апд Рег(оппапсе Ое1епогайеп).