Сборник докладов

«Современные жаропрочные деформируемые никелевые
и интерметаллидные сплавы, методы их обработки»

сборник материалов конференции

ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ
г. Москва, ул. Радио, д. 17
13 ноября 2015 года

Научное электронное издание локального распространения
© Все права защищены, при перепечатке
ссылка на данное издание обязательна. ФГУП ВИАМ, 2015

Аннотация: в сборнике материалов конференции «Современные жаропрочные деформируемые никелевые и интерметаллидные сплавы, методы их обработки» публикуются доклады по следующим направлениям исследований:
– разработка жаропрочных никелевых деформируемых и гранулируемых сплавов, интерметаллидных сплавов и композитов на основе титана, а также технологии производства деформируемых сплавов;
– аспекты 3D-моделирования структуры жаропрочных никелевых сплавов;
– методы создания неразъемных соединений в конструкциях ротора из жаропрочных сплавов для изготовления деталей типа «блиск»;
– освоение промышленного производства штамповок дисков, в том числе из новых сплавов российских металлургических предприятиях;
–проблемы контроля химического состава никелевых и интерметаллидных сплавов;
– разработка керамического материала штамповой оснастки для высокотемпературной изотермической деформации.

Содержание:

1. Современные жаропрочные деформируемые никелевые сплавы ВИАМ для деталей ГТД. Овсепян С.В., Ломберг Б.С., Бакрадзе М.М., Летников М.Н., Мазалов И.С., Ахмедзянов М.В. (ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ)
Деформируемые жаропрочные никелевые сплавы играют значительную роль в газотурбостроении. С 50х годов прошлого века и по сегодняшний день - это материал ответственных и основных деталей горячей зоны (дисков и валов турбины и компрессора высокого давления (КВД), корпуса и жаровой трубы камеры сгорания, сопла и др.), определяющий технические характеристики и надежность двигателей для авиационной и ракетной техники, газотурбинных установок.
2. Интерметаллидные сплавы и композиты на основе титана: обработка, микроструктура, механические свойства. Имаев В.М., Имаев Р.М., Назарова Т.И., Гайсин Р.А., Шагиев М.Р., Шаймарданов Р.А., Мулюков Р.Р. (ФГБУН Институт проблем сверхпластичности металлов РАН)
В статье рассмотрены вопросы оптимизации микроструктуры при помощи деформационной и термической обработки, а также представлены некоторые механические свойства интерметаллидных сплавов на основе -TiAl и орто-Ti2AlNb фазы. Показано, что существующий научно-технический задел создает предпосылки для развития как литейных, так и деформационных технологий этих интерметаллидных сплавов, в частности, основанных на сверхпластической обработке. В работе также представлены результаты исследования коротковолокнистых композиционных материалов на основе Ti-TiB, полученных in situ с использованием обычного литья. Показано, что присутствие предпочтительно ориентированных волокон TiB обеспечивает существенное повышение прочности и жаропрочности по сравнению с матричным сплавом.
Ключевые слова: интерметаллидные сплавы, композиты, микроструктура, TiB волокна, горячая деформация, механические свойства.
3. Влияние сверхпластической деформации и термической обработки на структуру и свойства дисков ГТД из гетерофазных никелевых сплавов. Валитов В.А., Мулюков Р.Р., Ломберг Б.С., Оспенникова О.Г., Овсепян С.В., Утяшев Ф.З., Бубнов М.В. (Институт проблем сверхпластичности металлов РАН; ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ)
4. Принципы создания и особенности легирования гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов для дисков ГТД. Волков А.М., Востриков А.В., Бакрадзе М.М. (ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ)
Приведены основные этапы развития отечественных гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов, применяющихся для дисков ГТД. Указаны базовые принципы легирования и отличия от аналогичных сплавов, к которым применяется технология деформации слитка. Обозначены направления дальнейшего развития работ во ФГУП «ВИАМ».
Ключевые слова: заготовки дисков, ГТД, гранулы, жаропрочные никелевые сплавы, легирующие элементы, структура, механические свойства.
5. Энергоэффективная технология изотермической деформации на воздухе для изготовления полуфабрикатов деталей авиационного назначения. Скугорев А.В., Шпагин А.С., Выдумкина С.В., Шишков С.Ю., Сидоров С.А., Ложкова Д.С. (ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ)
6. Перспектива применения жаропрочных никелевых интерметаллидных монокристаллических сплавов в конструкциях деталей турбины типа «Блиск» для новых авиационных ГТД. Журенков Ю. Н., Соловьева А.В., Живушкин А.А. (ОАО «Климов»)
В работе показана новая конструктивная схема исполнения детали турбины типа «блиск» и дана ее оценка. Расчетным методом доказаны преимущества приведенной конструкции, описана математическая модель для выполненных расчетов, отмечены исходные данные для расчетов на основе паспортных характеристик задействованных материалов – дискового жаропрочного сплава ЭП975 и интерметаллидного монокристаллического сплава ВКНА-25.
7. Структурно-геометрический подход к «Интегрированному Вычислительному Материаловедению и Инжинирингу» (ICME) деформируемых жаропрочных никелевых сплавов. Носов В.К., Кононов С.А., Перевозов А.С., Нестеров П.А., Щугорев Ю.Ю., Ермаков Е.И., Чуйкова А.А. (Ступинский филиал МАИ; ОАО «Ступинская металлургическая компания»)
8. О результатах исследований структуры и свойств первых партий изделий, изготовленных на новом оборудовании АО «Электросталь». Кулясова И.В., Кабанов И.В., Сидорина Т.Н. (АО «Металлургический завод «Электросталь»)
Исследованы макроструктура и свойства штамповок из сплава ХН73МБТЮ-ВД, произведённых на новом оборудовании. Исследовано влияние скорости и температуры нагрева под горячую деформацию на структуру и свойства. Уточнены пределы содержания легирующих элементов для достижения стабильных свойств. Исследована макроструктура штамповок.
Ключевые слова: жаропрочный сплав, ударная вязкость, размер макро зерна, структура.
9. Ресурсосберегающая технология выплавки деформируемого сплава ВЖ175 с использованием некондиционных отходов. Мин П.Г., Вадеев В.Е., Калицев В.А., Крамер В.В. (ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ)
Во ФГУП «ВИАМ» разработана ресурсосберегающая технология получения жаропрочного деформируемого сплава ВЖ175 для дисков турбины с использованием до 100% отходов, в том числе некондиционных. Разработанная технология позволяет получать металл, по содержанию легирующих элементов, примесей, структуре и механическим свойствам не уступающий сплаву, изготовленному из свежих шихтовых материалов. При этом стоимость сплава, полученного с использованием до 100% отходов, включая некондиционные, на 20-30% ниже по сравнению со сплавом, выплавленным по промышленной технологии с использованием до 50% кондиционных отходов.
Ключевые слова: отходы, вакуумная индукционная плавка, рафинирование, редкоземельные металлы, жаропрочный никелевый сплав, примеси.
10. Переработка и свойства суперсплавов, пригодных для MIM. Семенов Б.И., Семенов А.Б., Муранов А.Н. (МГТУ им. Н.Э. Баумана)
В работе предлагается краткий обзор достижений МIM-технологии как метода переработки порошков жаропрочных суперсплавов на никелевой основе в фасонные изделия авиационной техники.
Ключевые слова: МIM-технология, суперсплавы, особенности литья, свойства.
11. Производство заготовок дисков из высокопрочного сплава ВЖ172 для сварных конструкций ротора. Ломберг Б.С., Мазалов И.С., Бубнов М.В. (ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ)
Высокопрочный никелевый свариваемый сплав ВЖ172 разработан в ФГУП «ВИАМ» и паспортизован в 2007 году. Сплав превосходит существующие серийные отечественные (ЭП693, ЭП718, ЭП708) и зарубежные (Inconel 718, Waspalloy) материалы аналогичного назначения по значениям кратковременной прочности на 15 – 20 % и по длительной прочности на 10 – 30 %. Вместе с тем, сплав ВЖ172 обладает хорошей свариваемостью и высокими для данного класса материалов показателями технологической пластичности, что позволяет изготавливать различный сортамент полуфабрикатов, обеспечивая возможность широкого применения сплава в конструкции перспективных двигателей.
12. Исследование возможности использования керамического материала в качестве штамповой оснастки для высокотемпературной изотермической деформации Некрасов Б.Р., Моисеев Н.В., Прокопченко Г.М., Солнцев С.Ст. (ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ)
Изотермическая штамповка является одним из перспективных методов деформации сложнолегированных сплавов на титановой, никелевой и интерметаллидной основах. Вместе с тем, освоение процесса изотермической штамповки на воздухе требует решения комплекса задач.
© ФГУП ВИАМ, 2015