Передовой отечественный материал для авиадвигателей успешно прошел испытания
НПЦ газотурбостроения «Салют» (входит в ГК Ростех) провело исследования нового отечественного связующего материала АЛЮМОКС в рамках совместной работы с Московским авиационным институтом (МАИ). Применение данного материала при изготовлении лопаток авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) позволит выйти на новый уровень развития технологии их литья и, соответственно, повысит их рабочие свойства, влияющие на эксплуатационные характеристики и ресурс двигателей.
«Основными направлениями совершенствования рабочих характеристик авиационных ГТД нового поколения являются повышение тяги и снижение массы, Новые требования к эффективности двигателя ставят перед нами важные задачи, в том числе, по применению новых материалов, максимально соответствующих условиям эксплуатации двигателей»,ь – пояснил заместитель генерального директора – управляющий директор НПЦ Виталий Клочков.
По словам заместителя главного металлурга «Салюта» Валерия Михайлова, развитие лопаток турбин с применением в процессе изготовления никелевых жаропрочных сплавов практически достигло своего предела.
«Высокие температуры плавления и реакционная способность ряда композитных сплавов приводят к их взаимодействию с большинством огнеупорных материалов. Возможность применения для этих целей традиционных керамических материалов практически полностью исчерпана, или, в лучшем случае, значительно ограничена. Для надежного осуществления процесса высокоградиентной направленной кристаллизации требуется повысить рабочие температуры тигля и керамической формы до 1800?С, что почти на 200?С выше, чем в промышленной технологии. Обеспечение таких температур требует использования только безкремнеземистого связующего и тугоплавких огнеупорных материалов (оксидов иттрия, циркония, алюминия). Такое новое безкремнеземистое связующее было разработано в ГНИИ химии и технологии элементоорганических соединений на основе алюминий-органических соединений (АЛЮМОКС), а технологию изготовления на его основе литейных форм по выплавляемым моделям разработали специалисты МАИ. Первые опытные партии изготовленных форм были апробированы в совместной работе МАИ и “Салюта”», – отметил В.Михайлов.
Полученные результаты показали, что связующее АЛЮМОКС обеспечивает высокую огнеупорность и химическую инертность формы к заливаемым жаропрочным сплавам при температурах до 1800?С, позволяет создать оптимальную по термостойкости монооксидную форму огнеупора.
Металлографические исследования рабочих лопаток турбины высокого давления турбореактивного двигателя АИ-222-25 (предназначен для учебно-боевого самолета Як-130) показали, что при использовании даже комбинированной формы с двумя защитными слоями на связующем АЛЮМОКС глубина взаимодействия между металлом отливки и формой (металлооксидный слой) примерно в 7 раз меньше, чем на лопатках, изготовленных по серийной технологии, и не превышает 5 мкм. Кроме того, форма на основе нового связующего имеет более чем в два раза большую теплопроводность по сравнению с формой на основе этилсиликата, позволяя получать у лопаток с равноосной структурой зерен более стабильную макроструктуру, а в случае монокристаллических лопаток — сократить междендритное расстояние за счет увеличения температурного градиента.
Таким образом, применение керамических форм с АЛЮМОКСом позволит значительно повысить качество литья и, соответственно, рабочие свойства лопаток, влияющие на эксплуатационные характеристики и ресурс ГТД. Важно и то, что новая технология изготовления оболочковой формы, разработанная в МАИ, полностью вписывается в традиционную технологию, практически без изменения аппаратурного обеспечения.
Одновременно в МАИ совместно с АО «ГНИИХТЭОС» активно ведутся работы по отработке технологии состава форм для литья титановых и интерметаллидных Ti-Al сплавов, а также сплавов на основе ниобия. Кроме этого, имеются положительные результаты в области изготовления стержней и тиглей на основе АЛЮМОКС.
Ранее в этом году на «Салюте» были испытаны и внедрены новые титановые и никелевые материалы, предназначенные для перспективных российских авиационных двигателей.
Комментарии могут оставлять только зарегистрированные (авторизованные) пользователи сайта.