ОСОБЕННОСТИ СОЗДАНИЯ КОМБИНИРОВАННЫХ ТЕПЛОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Борис Николаевич Гузанов, Наталия Борисовна Пугачева, В. Д. Алексеев, Евгений Юрьевич Слукин

Результат исследований: Вклад в журналСтатья

Аннотация

Показано, что достижение только высокой жаро- и коррозионной стойкости разработанных многокомпонентных металлических композиций и керамических материалов становится недостаточно для обеспечения требуемых защитных свойств лопаточного аппарата современных газотурбинных установок. Весьма важными стали считаться проблемы согласования слоев в многослойных покрытиях по значениям КТР, диффузионному взаимодействию и другим эксплуатационным характеристикам. Систематические многолетние исследования позволили определить, что для этих целей наиболее приемлемыми являются составы, кристаллизующиеся с образованием эвтектических структур на основе никеля и/или кобальта, в которых за счет изменения содержания и концентрации легирующих элементов удается получать различное сочетание пластичности, сопротивления термической усталости в условиях циклического окисления и газовой коррозии. Наилучшие результаты были получены в случае применения разработанной композиции состава Ni-22Cr-16Al-1Y, напыляемой плазменным методом с использованием гранулированного конгломерированного порошка, подготовленного по специально разработанной технологии. Для преодоления недостатков плазменного покрытия, в первую очередь невысокой термической стабильности при повышенных температурах, было предложено наносить барьерный слой на границу сплав-плазменное покрытие в виде термодиффузионной алюмосилицидной прослойки составом 28Al-2Si-1P3M. В качестве теплозащитного поверхностного слоя было выбрано напыляемое керамическое покрытие составом (ZrO2 + 8%Y2O3). В результате было разработано комбинированное трехслойное теплостойкое покрытие, которое наносили последовательно с использованием различных технологий. Первый термодиффузионный слой толщиной 40-55 мкм расположен на границе со сплавом основы и обеспечивает высокую жаро- и коррозионную стойкость, а также диффузионную стабильность всего покрытия в целом. Второй плазменный металлический слой толщиной 110-115 мкм обеспечивает высокую термостойкость покрытия и хорошую адгезию керамического внешнего слоя к металлической поверхности. Третий внешний керамический слой толщиной около 50 мкм является теплозащитным и предохраняет поверхность лопатки от перегрева. Проведенные комплексные лабораторные, стендовые и натурные испытания на лопатках в составе изделия позволили внедрить регламент и разработанный техпроцесс в серийное производство.
Переведенное названиеFEATURES OF CREATING COMBINED HEAT-RESISTANT MULTICOMPONENT COATINGS FOR HIGT-TEMPERATURE
Язык оригиналаРусский
Страницы (с-по)12-19
Число страниц8
ЖурналВестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение
Том22
Номер выпуска3
DOI
СостояниеОпубликовано - 2020

ГРНТИ

  • 55.00.00 МАШИНОСТРОЕНИЕ

Уровень публикации

  • Перечень ВАК

Fingerprint Подробные сведения о темах исследования «ОСОБЕННОСТИ СОЗДАНИЯ КОМБИНИРОВАННЫХ ТЕПЛОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО НАЗНАЧЕНИЯ». Вместе они формируют уникальный семантический отпечаток (fingerprint).

Цитировать