Проектирование многокомпонентных жаростойких покрытий монокристаллических лопаток ГТД на основе оценки их структурной и фазовой стабильности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.01, кандидат технических наук Зайцев, Николай Агафангелович

• Зайцев, Николай Агафангелович
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Зайцев, Николай Агафангелович

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ

1. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ НА НИКЕЛЕВОЙ ОСНОВЕ. ЗАЩИТА ЛИТЫХ ЛОПАТОК ГАЗОВЫХ ТУРБИН ОТ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ КОРРОЗИИ

1.1 Жаропрочные сплавы на никелевой основе для литых лопаток газотурбинных двигателей

1.2 Принципы легирования литых никелевых жаропрочных сплавов

для равноосной кристаллизации

1.3 Литые лопатки ГТД, полученные методом направленной кристаллизации

1.4 Жаропрочные никелевые сплавы для монокристаллического литья 1-4 поколения

1.5 Особенности легирования монокристаллических ренийсодержа-

щих жаропрочных никелевых сплавов

1.6 Защитные жаростойкие покрытия для лопаток газовых турбин из жаропрочных никелевых сплавов

1.7 Основные требования, предъявляемые к жаростойким и теплоза-

32

щитным покрытиям

1.8 Классификация жаростойких покрытий

1.9 Диффузионные покрытия

1.10 Покровные покрытия

1.11 Ионно - плазменные методы нанесения покрытий

1.12 Промышленные технологии защиты жаропрочных никелевых сплавов от высокотемпературной коррозии

1.13 Аттестация высокотемпературных покрытий для лопаток ГТД

1.14 Фазовый состав и исчерпание ресурса жаростойких алюминид-

ных покрытии

1.15 Влияние ТПУ-фаз на работоспособность изделий с жаростойкими покрытиями

1.16 Краткие выводы к 1-й главе, цели и задачи работы

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ДИФФУЗИИ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИФФУЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ В СИСТЕМЕ: МАТЕРИАЛ ЛОПАТКИ -БАРЬЕРНЫЙ СЛОЙ - ЖАРОСТОЙКОЕ ПОКРЫТИЕ

2.1 Дендритная ликвация в монокристаллических жаропрочных никелевых сплавах

2.2 Комплексное определение коэффициентов диффузии легирующих элементов в монокристаллических жаропрочных никелевых

69

сплавах

2.3 Исходные данные для определения коэффициентов диффузии элементов в многокомпонентных металлических системах Ni-сплавов

2.4 Моделирование диффузионного процесса при проведении гомогенизации монокристаллического жаропрочного сплава

2.5 Приближенная оценка влияния температуры на коэффициенты диффузии легирующих элементов в монокристаллических жаропрочных никелевых сплавах

2.6 Определение коэффициентов диффузии легирующих элементов монокристаллических жаропрочных никелевых сплавов, имеющих

малые концентрации

2.7 Краткие выводы по 2-й главе

3. РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СТРУКТУРНОЙ И ФАЗОВОЙ СТАБИЛЬНОСТИ. ПОСТРОЕНИЕ МНОГОФАКТОРНЫХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ РАСЧЕТА СЛУЖЕБНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ И ЖАРОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ

3.1 Методы оценки структурной и фазовой стабильности жаропроч-

ных никелевых сплавов и композиций

3.2 Метод РНАСОМР

3.3 Уравнение баланса легирования

3.4 Метод New РНАСОМР

3.5 Методика построения многофакторных зависимостей служебных характеристик жаропрочных сплавов и жаростойких покрытий от химического состава

3.6 Количество и химический состав у' - и у -фаз

3.7 Расчет коэффициентов распределения между у -твердым раствором и у-фазой в жаропрочных никелевых сплавах

3.8 Использование информационной технологии конфлюэнтного анализа служебных характеристик жаропрочных никелевых сплавов

3.9 Сравнение результатов расчета служебных характеристик жаропрочных никелевых сплавов с использованием информационной технологии конфлюэнтного анализа

3.10 Краткие выводы к 3-й главе

4. РАСЧЕТ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА БАРЬРНОГО СЛОЯ И ЖАРОСТОЙКОГО ПОКРЫТИЯ ИСХОДЯ ИЗ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ЖАРОПРОЧНОГО СПЛАВА

И УСЛОВИЙ ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ

4.1 Методика расчета многослойных жаростойких покрытий

4.2 ТПУ-фазы, образующиеся под жаростойким покрытием в монокристаллическом жаропрочном никелевом сплаве

4.3 Диффузионная модель «лопатка - барьерный слой - покрытие»

4.4 Решение обратной задачи по расчету химического состава барьерного слоя и жаростойкого покрытия

4.5 Расчет остаточной концентрации элементов наружного слоя жаростойкого покрытия за счет окисления с поверхности

4.6 Монокристаллические жаропрочные сплавы и составы защитных многослойных жаростойких покрытий, полученные из диффузионной модели «лопатка - барьерный слой - жаростойкое покрытие»

4.7 Показатели структурной стабильности АЕ и Md сэова для различных слоев композиции: «жаропрочный сплав - барьерный слой - жаростойкое покрытие»

4.8 Распределение концентрации легирующих элементов композиции «жаропрочный сплав - барьерный слой - жаропрочное покрытие»

4.9 Краткие выводы по 4-й главе

5. ПРОВЕРКА АДЕКВАТНОСТИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЖАРОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ НА ЛОПАТКАХ ГАЗОВЫХ ТУРБИН

5.1 Производственное опробование метода расчета многослойных многокомпонентных жаростойких покрытий

5.2 Микроструктура и фазовый состав жаростойкого покрытия

5.3 Расчет параметров структурной и фазовой стабильности композиции «ЖС32 - жаростойкое покрытие»

5.4 Микроструктура, химический и фазовый состав покрытия и монокристаллического сплава ЖСЗ2 после эксплуатации

5.5 Краткие выводы к 5-й главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Проектирование многокомпонентных жаростойких покрытий монокристаллических лопаток ГТД на основе оценки их структурной и фазовой стабильности»

ВВЕДЕНИЕ

Создание авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) 4-го поколения на рубеже 70-80-х годов 20-го века и 5-го поколения в начале 21-го века потребовало разработки новых жаропрочных сплавов и перехода от равноосной кристаллической структуры литых лопаток турбин к лопаткам с направленной и монокристаллической структурой, что было вызвано ростом температуры рабочего газа на входе в турбину с 1500 до 1700-1750 К и более [1].

Значительное повышение температуры газа на входе в турбину, высокая доля затрат энергии на охлаждение сопловых и рабочих лопаток турбины и необходимость снижения этих затрат энергии обусловили рост рабочей температуры лопаток турбин на 50-100 °С и более, что привело к резкому снижению защитных свойств традиционных диффузионных алюминидных жаростойких покрытий и ресурса лопаток турбин до 50-100 ч. Низкие защитные свойства традиционных диффузионных алюминидных покрытий при высоких температурах, невысокая их пластичность и склонность к образованию трещин термоусталости, неудовлетворительная точность процессов их получения в сочетании с высокой теплонапряженностью лопаток современных ГТД привело к снижению надежности их работы. В связи с этим, возникла острая необходимость в разработке и создании новых покрытий, способных защитить лопатки ГТД от высокотемпературной (1100-1200 °С) газовой коррозии и термоусталостных повреждений и обеспечить требуемые ресурс и надежность работы [2,3].

Интенсивное, а в ряде случаев катастрофическое разрушение обычных алюминидных и хромоалюминидных покрытий в условиях низкотемпературной и высокотемпературной сульфидной коррозии [4], низкая точность формирования шликерных коррозионностойких алюмосилицидных покрытий требовали перехода к уже известным конденсированным покрытиям системы: Ме-Сг-А1-У (Ме: N1, Со, Со-М, №-Со), а также разработки новых многокомпонентных (МК) покрытий, имеющих существенно более высокую

Автор выражает глубокую признательность научному консультанту и вдохновителю работы, доктору технических наук, профессору, ведущему специалисту в области авиационного материаловедения Александру Вячеславовичу Логунову.

стойкость в условиях горячей коррозии, для применения их в малоразмерных авиационных ГТД, работающих в наземных условиях на обычном дизельном топливе с содержанием серы до 1%, а также газотурбинные установки (ГТУ), работающие в атмосфере морского воздуха.

Таким образом, развитие авиационного двигателестроения последних лет требовало создания ряда принципиально новых материалов и технологических процессов их получения, обеспечивающих работоспособность двигателей при более высоком уровне рабочих температур, и в том числе разработки целого ряда новых защитных и упрочняющих покрытий, предназначенных для обеспечения работоспособности и ресурса лопаток ГТД [5,6].

Для лопаток газовых турбин современных и перспективных ГТД рассматриваются монокристаллические лопатки из безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавов второго и третьего поколений, обеспечивающие требуемую жаропрочность при температуре газа на входе в турбину 2000 -2300 К и рабочей температуре трактовой поверхности лопатки ~ 1371 К. Такие лопатки представляют собой «ажурные» конструкции со сложной системой внутренних полостей, сообщающихся с воздухопроводящими каналами и газовым трактом двигателя системой перфорационных отверстий размером ~ 0,5 - 1,0 мм. Жаростойкие защитные покрытия с заданным ресурсом при высоких температурах и требуемыми свойствами можно получить только последовательным чередованием различных технологий: газоциркуляционного метода (ГЦП), позволяющего наносить жаростойкие покрытия на поверхность внутренней полости лопаток, совместно с ионно - плазменной технологии высоких энергий (ВПТВЭ), обеспечивающей нанесение жаростойких покрытий различного типа на внешнюю трактовую поверхность лопаток. При этом фазовая и структурная стабильность комплексных защитных покрытий в области рабочих температур будет определять надежность и долговечность лопаток турбин при эксплуатации. Однако, создание таких покрытий на лопатках из безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавов

проблематично, так как отсутствие сетки карбидов МеС приводит при высоких температурах к увеличению диффузионной подвижности на границе сплав - покрытие А1 и Сг, содержание которых в покрытии в 2-3 раза превышает содержание их в жаропрочном сплаве. При длительном воздействии высоких температур (свыше 100 ч) под покрытием образуется зона диффузионного взаимодействия (вторичная реакционная зона - 8Ы2), в которой выделяются топологически плотноупакованные (ТПУ) фазы пластинчатой формы, что в свою очередь приводит к разупрочнению поверхности ЖНС на глубину до нескольких сот микрометров. Формирование зоны разупрочнения имеет место при содержании рения в защищаемом сплаве более 3-5 % (по массе). Наряду с этим из-за повышенной диффузионной подвижности на границе жаропрочный никелевый сплав - покрытие снижается фазовая и структурная стабильность защитного жаростойкого покрытия. Поэтому, для повышения термической стабильности комплексных жаростойких покрытий и сохранения прочностных характеристик безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавов в контакте с покрытием в процессе эксплуатации, требуется разработка специальных барьерных слоев, препятствующих возникновению ВРЗ или сдерживающих чрезмерное распространение этой зоны вглубь сплава изделия. Для предотвращения этой зоны в настоящее время в России и за рубежом предложено проводить:

- длительные вакуумные отжиги для выравнивания содержания рения в дендритных осях и междендритных пространствах;

- карбидизацию поверхности сплава перед нанесением покрытия для формирования в поверхностном слое субмикронных карбидов тантала и вольфрама;

- снижать степень легирования поверхностного слоя сплавов путем нанесения слоев чистых металлов, например платины;

- создавать диффузионный барьер из силицидов молибдена на границе «сплав - покрытие» и др. способы [6].

Таким образом, проблема создания жаростойких покрытий на монокристаллические лопатки из ренийсодержащих жаропрочных никелевых сплавов, на сегодняшний день является актуальной и требует учета многих технологических и эксплуатационных характеристик изделий.

Цель диссертационной работы. Разработка метода проектирования многокомпонентных жаростойких покрытий, обеспечивающих при заданных условиях эксплуатации надежную защиту высоконагруженных деталей ГТД.

Основа метода заключается в одновременном расчете параметров диффузионного массообмена, происходящего между слоями композиции «жаропрочный сплав - барьерный слой - жаростойкое покрытие», и определении склонности материалов в любом сечении, при любой температуре и в любой момент времени к образованию ТПУ-фаз.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Провести оценку изменения концентрации легирующих элементов в различных сечениях материала - основы, барьерного слоя и жаростойкого покрытия, происходящее вследствие диффузионного массопереноса при эксплуатации изделий.

2. Разработать методику расчета коэффициентов диффузий в многокомпонентных металлических системах, необходимых для определения концентрации легирующих элементов в сечениях защищаемого изделия и жаростойкого покрытия.

3. Выявить закономерности протекания структурных и фазовых превращений в системе «сплав - барьерный слой - покрытие» и построить регрессионные модели для прогнозирования фазового состава, количественной оценки структуры и эксплуатационных характеристик изделий с жаростойкими покрытиями.

4. Выполнить оценку структурной и фазовой стабильности в различных сечениях жаростойких композиций в диапазоне температур (850 -1250°С).

5. Разработать методику расчета химических составов и толщины барьерных слоев и жаростойких покрытий для монокристаллических жаропрочных никелевых сплавов (в т. ч. ренийсодержащих), не вызывающие образования 8112 и обладающие необходимым интегральным запасом легирующих элементов.

Научная новизна работы:

- выявлены закономерности протекания структурных и фазовых превращений в системе «жаропрочный сплав - барьерный слой - жаростойкое покрытие» при эксплуатации рабочих лопаток ГТД;

- предложено использовать параметры структурной и фазовой стабильности жаропрочных никелевых сплавов для оценки структурного состояния системы «сплав - барьерный слой - жаростойкое покрытие» в условиях эксплуатации;

- определены значения коэффициентов диффузии легирующих элементов в многокомпонентных системах жаропрочных никелевых сплавов;

- разработаны математическая модель и алгоритм прогнозирования ресурса работоспособности покрытия, а также проектирования составов покрытий для заданных условий эксплуатации и химического состава защищаемого сплава;

Практическая значимость работы

- разработана методика расчета коэффициентов диффузии легирующих элементов в многокомпонентных монокристаллических никелевых сплавах;

- разработана методика определения химического состава и толщины барьерного слоя и жаростойкого покрытия, обеспечивающих работоспособность изделия в целом при заданных условиях эксплуатации;

- разработаны прикладные программы для выполнения количественных расчетов при прогнозировании ресурса и конструировании жаростойких покрытий.

По предлагаемому методу рассчитаны барьерные слои и жаростойкие покрытия на монокристаллические жаропрочные никелевые сплавы ЖС32, СЛЖС-1, СЛЖС-3 при разработке перспективного двигателя ОАО НПО «Сатурн», согласно программе совместных работ с ФГБОУ ВПО «Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П. А. Соловьева» (п. 5. 2 протокола № 99 от 18.11.2010 г.).

Методы исследования и достоверность результатов. Для определения концентраций легирующих элементов в различных слоях изделий из жаропрочных никелевых сплавов и нанесенных жаростойких покрытиях, исследования микроструктуры и фазового состава, а также химического состава отдельных фаз использовали растровую электронную микроскопию с возможностью микрорентгеноспектрального анализа.

Достоверность полученных результатов обеспечивается корректным применением положений теории диффузии, физического металловедения, использованием современных статистических методов обработки экспериментальных данных и подтверждается хорошим совпадением расчетных данных с результатами структурных исследований проведенных на промышленных сплавах и жаростойких покрытиях.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы обсуждались на конференции «Нанотехнологии в производстве авиационных газотурбинных двигателей летательных аппаратов и энергетических установок (ГТД нанотехнологии - 2010), г. Рыбинск; на заседании научно - технического совета ОАО «НПО «Сатурн», протокол № 99 от 18.11.2010 г.; на совместном техническом совещании представителей ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» и ОАО «НПО «Сатурн», протокол № 726/012 - 009 от 25.01.2012 г.

1. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ НА НИКЕЛЕВОЙ ОСНОВЕ. ЗАЩИТА ЛИТЫХ ЛОПАТОК ГАЗОВЫХ ТУРБИН ОТ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ КОРРОЗИИ 1.1 Жаропрочные сплавы на никелевой основе для литых лопаток

газотурбинных двигателей Создание в середине 40-х годов XX столетия в Англии первого диспер-сионно-твердеющего сплава №тошс 80 для изготовления рабочих лопаток газовых турбин методом штамповки открыло новые перспективы в развитии жаропрочных материалов на никелевой основе. С тех пор они стали основными материалами лопаток авиационных газотурбинных двигателей (ГТД), а теперь и корабельных, энергетических, газоперекачивающих газотурбинных установок (ГТУ).

Дальнейшее развитие и совершенствование жаропрочных никелевых сплавов для лопаток ГТД связано с именем академика С. Т. Кишкина и сотрудников ВИАМ. Было установлено, что наибольшая перспектива повышения уровня жаропрочности связана не с деформируемыми сплавами, а с литейными. Это новое направление в развитии жаропрочных сплавов для изготовления рабочих лопаток газовых турбин опередило ведущие технологические разработки в Англии, США и др. странах на 5 лет [7].

В современных авиационных ГТД на долю жаропрочных сплавов приходится до 40% массы двигателя, и по прогнозам это соотношение в ближайшее время сохранится. Например, в двигателях ПС-90А и ТВД-500 используются 35,7 и 36% никелевых жаропрочных сплавов соответственно. При этом значительное место в общей номенклатуре жаропрочных сплавов занимают - литейные, т. к. работоспособность двигателя в целом, в большинстве случаев зависит от работоспособности лопаток турбины. Более высокая жаропрочность литейных сплавов, по сравнению с деформируемыми сплавами, более высокий коэффициент использования материала (0,60-0,80 вместо

0,10-0,20), снижение трудоемкости при изготовлении охлаждаемых лопаток (рис. 1. 1) в 3-4 раза - все это обеспечило широкое применение литейных жаропрочных сплавов в современных авиационных ГТД [5].

Рис. 1. Охлаждаемая рабочая лопатка 1 ступени турбины ГТД из литейного жаропрочного никелевого сплава.

В качестве материалов для деталей турбин авиационных ГТД широко применяются сплавы с гетерофазной структурой: у -твердый раствор на основе №, упрочненный дисперсной интерметаллидной у' -фазой №3Т1А1, выделяющейся в процессе технологического старения и последующей эксплуатации изделия (рис. 2 и 3).

Начиная с 1960-х годов основной тенденцией в разработке литейных жаропрочных сплавов было достижение их упрочнения путем увеличения

объемной доли высоко дисперсных частиц у' -фазы до 60 -70%, дополнительного легирования тугоплавкими переходными металлами Мо, №>, Ш и др. и микролегирования В, Ъх, Ьа и Се (зернограничное упрочнение).

Рис. 2 Микроструктура жаропрочного никелевого сплава (* 10000) у -твердый раствор на № - основе (темное поле) и у' -фаза (светлое поле)

Рис. 3 Микроструктура (*2500) жаропрочного никелевого сплава: у + у' -матрица, МеС -карбид и ТПУ-фазы

1.2 Принципы легирования литых никелевых жаропрочных сплавов для равноосной кристаллизации

Основные принципы легирования могут быть сведены к следующему:

- многокомпонентное легирование у -твердого раствора и у' -фазы для обеспечения высокой фазовой и структурной стабильности сплава;

- упрочнение границ зерен, которое достигается за счет карбидов МеС, а также избирательным микролегированием В и Ъх. Исследования с примене-

нием радиоактивных изотопов и электронной микроскопии показали, что микролегирование замедляет процессы диффузии по границам зерен, резко повышая жаропрочность отливок с равноосной структурой. Именно микролегирующие добавки и делают равноосные жаропрочные никелевые сплавы работоспособными;

- достижение определенного соотношения между суммарным содержанием Al, Ti, Nb (у '-образующие элементы) и суммарным содержанием Mo, Cr, W (преимущественно у -стабилизирующие элементы), с целью получения оптимальной разности параметров кристаллических решеток у -твердого раствора и у-фазы (Мисфит);

- сведение к минимуму вероятности образования ТПУ-фаз {а -, ¡л -фаз, фаз Лавеса), карбидов типа Ме6С, выделение которых приводит к разупрочнению сплава [7]. Указанные требования были положены в основу при разработке литейных жаропрочных сплавов сложнолегированных сплавов для равноосной кристаллизации: ЖС 6У, ЖС 6К, ВЖЛ 12У, IN 100, В 1900, MAR

M 200, имеющих длительную прочность с^0°000 = 140-170 МПа.

1.3 Литые лопатки ГТД, полученные методом направленной кристаллизации

Результаты исследования механизмов высокотемпературного разрушения жаропрочных никелевых сплавов показали, что разрушение в процессе ползучести происходит по границам зерен, расположенным перпендикулярно оси действующих напряжений, причем зарождение трещин происходит уже на второй стадии ползучести [8]. Именно это обстоятельство позволило сделать вывод о возможности значительного повышения длительной прочности путем удаления из структуры материала «поперечных» составляющих границ зерен.

Данная цель была достигнута применением в технологии литья лопаток метода Бриджмена - Стокбаргера (Bridgmen R. V. / Proc. Amer. Acad. Arts

Sei. - 1925. - N60. - Р. 303) - направленной кристаллизации, позволяющей сформировать в отливке направленную структуру, состоящую из столбчатых зерен, границы которых параллельны направлению главных растягивающих напряжений. Впервые столбчатая структура в отливках из жаропрочных никелевых сплавов была получена методом направленной кристаллизации в США Ф. Л. Фершнайдером и Р. В. Гуардом в начале 60-х годов прошлого века. В СССР впервые для направленной кристаллизации лопаток использовался сплав ЖС 6 Ф, разработанный для равноосного литья [10].

Для обеспечения высоких жаропрочных свойств рабочих лопаток современных ГТД в России и за рубежом используется технология направленной кристаллизации, обеспечивающая получение структуры с заданной кристаллографической ориентацией. Внешний вид экспериментальной установки УВНЭС-4 для получения отливок методом направленной кристаллизации с использованием медного водоохлаждаемого кристаллизатора (метод Бриджмена) и жидкометаллического охладителя (метод LMC) и технические характеристики представлены на рис. 5 и табл. 1.

Для повышения температурного градиента на фронте кристаллизации путем создания резкого перепада температур между зонами нагрева и охлаждения в ВИАМе были проведены многочисленные эксперименты по использованию тепловых экранов между нагревателем печи подогрева форм и поверхностью ванны с жидкометаллическим охладителем. В качестве материала теплового экрана были последовательно использованы листы тугоплавких металлов (вольфрам, молибден и др.), пластины высокоогнеупорной керамики на основе А120з и SiÜ2 . Наиболее технологически приемлемым оказался тепловой экран, выполненный из чередующихся пластин графита и графитового войлока (волокна графита) [5]. По мере совершенствования этой технологии в нашей стране и за рубежом были созданы сплавы для направленной кристаллизации сплавы 1-го поколения: ЖС 26, ЖС 26У, ЖС 30, ЖС 6Ф, PWA 1422, MAR М 200+Hf, СМ 247 LS и 2-го поколения: ЖС 28,

ЖС 32, СМ 186 LC, PWA 1426, Rene 142, имеющие длительную прочность С = 190-210 МПа. Следует отметить, что сплавы ЖС 26 и ЖС 30 не уступают зарубежным аналогам MAR М 200+Hf, СМ 247 LS, а жаропрочный ре-нийсодержащий сплав ЖС 32 имеет наиболее высокие показатели жаропрочности «Oü0 = 245-250 МПа) [11].

Рис. 5 Внешний вид экспериментальной установки УВНЭС-4

Однако даже эта современная технология не может решить всех проблем, связанных с крупным размером дендритных и фазовых составляющих, а также со значительной дендритной ликвацией, пористостью, образованием избыточных фаз, не участвующих в упрочнении: У /у' - эвтектики, ТПУ-фаз. Во многом это связано с невысоким температурным градиентом на фронте

роста в условиях существующего промышленного оборудования. Кроме этого, направленная кристаллизация в условиях невысокого температурного градиента может привести также к образованию на поверхности отливок структурных дефектов в виде полос струйной ликвации («freckles»), содержащих крупные выделения эвтектической у/у -фазы и карбидов.

Заключение диссертации по теме «Металловедение и термическая обработка металлов», Зайцев, Николай Агафангелович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана и обоснована концепция, определяющая новый подход к технологии, конструкции и составам многофункциональных многокомпонентных защитных покрытий, обеспечивающих минимальное изменение структуры и состава жаропрочных сплавов в процессе эксплуатации в течение заданного времени и температуры. Предлагаемый концептуальный подход основан на оценке диффузионных потоков и образующегося состава в различных слоях нанесенного покрытия и защищаемого сплава.

2. Разработаны и предложены методы определения коэффициентов диффузии элементов в сложнолегированных никелевых жаропрочных сплавах, основанные на использовании характеристик выравнивания дендритной ликвации после литья и гомогенизации, а также на базе расчета характеристической частоты колебаний атомов в кристаллической решетке сплавов.

На основе использования предложенных методов, рассчитаны коэффициенты диффузии элементов, входящих в состав особожаропрочного никелевого сплава ЖС 47. Полученные данные находятся в хорошем согласии с известными в литературе экспериментальными результатами для сплавов этой группы.

3. Расчетные значения коэффициентов диффузии использованы для прогнозирования изменений химического состава жаропрочных сплавов и жаростойких покрытий, происходящих в процессе эксплуатации последних при рабочих температурах. Это позволило значительно сократить трудоемкость и время лабораторных исследований. С применением предложенного расчетного метода спрогнозировано образование топологически плотноупа-кованных фаз (8117 - вторичной реакционной зоны) под жаростойким покрытием в сплаве ЖС32, которое подтверждено экспериментально исследованиями микроструктуры сплава и покрытия. Таким образом, дано одно из теоретических обоснований появления 8112 при эксплуатации монокристаллических жаропрочных сплавов с защитными покрытиями, а состав и морфология ТПУ-фаз находятся в полном соответствии с данными, известными из литературных источников. Впервые определена структурная и фазовая стабильность композиции: жаропрочный сплав - барьерный слой - жаростойкое покрытие расчетными методами.

4. Разработана методика конструирования и расчета жаростойких покрытий на лопатки ГТД из жаропрочных сплавов на N1 -основе, учитывающая:

- химический состав жаропрочного сплава;

- требуемую температуру эксплуатации изделий;

- время наработки изделия.

Методика конструирования покрытий позволяет:

- количественно описывать процесс эксплуатации жаростойкого покрытия: изменение химического, фазового состава и свойств материала в любом сечении;

- рассчитать и спрогнозировать изменение состава и свойств композиции для заданной температуры и времени наработки;

- определять толщину и химический состав барьерного слоя и жаростойкого покрытия, исходя из заданных условий эксплуатации и химического состава защищаемого сплава;

- установить период времени, в течение которого покрытие потеряет жаростойкость либо произойдет хрупкое разрушение вследствие выделения ТПУ-фаз;

- многократно сократить затраты на проведение НИОКР по созданию жаростойких покрытий с последующим исследованием свойств.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Зайцев, Николай Агафангелович, 2012 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Пономарев Б. А. Настоящее и будущее авиационных двигателей [Текст] / Б. А. Пономарев - М.: Воениздат, 1982. - 396 с.

2. Абраимов Н. В. В кн.: Получение и применение защитных покрытий [Текст] / Н. В. Абраимов, П. Т. Коломыцев [и др.] - Л.: Наука, 1987, - С. 168 -171.

3. Симе Ч. Т. Суперсплавы II: Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок [Текст] / под ред. Ч. Т. Симса, Столоффа Н. С., Хагеля У. К. // Пер. с англ. Под ред. Шалина Р. Е. - М.: Металлургия, 1995. Кн. 1 - 384 е., кн. 2 - 384 с.

4. Коломыцев П. Т. Газовая коррозия и прочность никелевых сплавов [Текст] / П. Т. Коломыцев. - М.: Металлургия, 1984. - 215 с.

5. Каблов Е. Н. Литые лопатки газотурбинных двигателей (сплавы, технологии, покрытия) [Текст] / Е. Н. Каблов. - М., МИСИС, 2001. - 632 с.

6. Каблов Е. Н. Защитные и упрочняющие покрытия лопаток турбин ГТД [Текст] / Е. Н. Каблов, С. А. Мубояджян, С. А. Будиновский, А. Г. Галоян // Сб. Литейные жаропрочные сплавы. Эффект С. Т. Кишкина. - М.: Наука, 2006, - С. 55 - 64.

7. Кишкин С. Т. Литейные жаропрочные сплавы для турбинных лопаток. [Текст] / С. Т. Кишкин, Е. Н. Каблов // Сб. Авиационные материалы: Избранные труды, 1932-2002. - М.: МИСиС; ВИАМ, 2002.- С. 48 - 57

8. Кишкин С. Т. Исследования по жаропрочным сплавам. [Текст] / С. Т. Кишкин, Э. В. Поляк // Труды ИМЕТ. - М.: АН СССР, 1962. - Т. 7. - С. 295

9. Каблов Е. Н. Компьютерный метод конструирования литейных жаропрочных никелевых сплавов [Текст] / Е. Н. Каблов, Н. В. Петрушин // Материалы конференции к 100 -летию С. Т. Кишкина-М.: ВИАМ, С. 56 - 77.

10. Кишкин С. Т. Литейные жаропрочные сплавы на никелевой основе / [Текст] // С. Т. Кишкин, Г. Б. Строганов, А. В. Логунов // - М.: Машиностроение, 1987. - 111 с.

11. Гецов Л.Б. Материалы и прочность деталей газовых турбин [Тест] /В 2 кн. Кн. 1. - Рыбинск: ООО «Издательский дом « Газотурбинные технологии», 2010.- 611 с.

12. Каблов Е. Н. Новое в технологии производства лопаток ГТД [Текст] / Е. Н. Каблов, Ю.А. Бондаренко // Аэрокосмический курьер, - № 2, 1999. -С. 60-62.

13. Бондаренко Ю. А. Влияние высокоградиентной направленной кристаллизации на структуру и фазовый состав жаропрочного сплава типа Rene N5 [Текст] / Ю.А. Бондаренко, Е.Н. Каблов, Г.И. Морозова // Металловедение и термическая обработка металлов. - № 2, 1999. - С. 15-18.

14. Бондаренко Ю. А. Направленная кристаллизация жаропрочных сплавов с повышенным температурным градиентом [Текст] / Ю.А. Бондаренко,

E.Н. Каблов // Металловедение и термическая обработка металлов. - № 7, 2002.-С. 20-23.

15. US № 6308767 Liquid Metal Bath Furnace and Casting Method [Text] / F. W. E. Hugo, U. Betz, H. Mayer // заявка № 09/469035, приор. 21.12.1999, публ. 30.10.2001 (General Electric Company).

16. EP № 1110645. Liquid Metal Bath Furnace and Casting Method [Text] /

F.W.E. Hugo, U. Betz, H. Mayer, заявка № 00311577.1, приор. 21.12.1999, публ. 21.12.2000 (General Electric Company).

17. EP № 0775030. Method and Device for Directionally Solidifying a Melt [Text] / R. Singer, T. Fitzgerald, P. Krug, заявка № 19950927640, приор. 07.08.1995, публ. 28.05.1997 (Siemens AG, Германия).

18. US № 644670. Floating Insulating Baffle for High Gradient Casting [Text] / F.J. Klug, заявка № 09/356868, приор. 19.07.1999, публ. 10.09.2002 (General Electric Company).

19. ЕР № 1076118. Method and an Apparatus for Casting a Directionally Solidified Article [Text] / J. Fernihough, M. Konter, заявка № 00810575.1, приор. 13.08.1999, публ. 03. 07. 2000 (ABB, Schweir, AG).

20. Lamm M. The Effect of Casting Condition on the High-Cycle Fatigue Properties of the Single-Crystal Nickel-Base Superalloy PWA 1483 [Text] / M. Lamm, R.F. Singer // Metallurgical and Materials Transactions A. - V. 38A, 2007. -P. 1177-1183.

21. Elliott A. J. Directional Solidification of Large Superalloy Castings with Radiation and Liquid-Metal Cooling: a Comparative Assessment [Text] / A. J. Elliott, S. Tin, W.T. King, S.-C. Huang, M.F.X. Gigliotti, T.M. Pollock // Metallurgical and Materials Transactions A. - V. 35 A, 2004. - P. 1-11.

22. Каблов E. H. Особенности высокоградиентной направленной кристаллизации и оборудование для литья монокристаллических образцов и турбинных лопаток из жаропрочных сплавов, содержащих рений [Текст] / Е. Н. Каблов, Ю. А. Бондаренко, В. А. Сурова // Науч. Тех. Сб.: Авиационные материалы и технологии, выпуск: Высокорениевые жаропрочные сплавы, технология и оборудование для производства сплавов и литья монокристаллических турбинных лопаток ГТД. - М.: ВИАМ, 2004. - С. 98-107.

23. Бондаренко Ю. А. Влияние высокоградиентной направленной кристаллизации на структуру и свойства ренийсодержащего монокристаллического сплава [Текст] / Ю. А. Бондаренко, Е. Н. Каблов, В. А. Сурова, А. Б. Ечин // Металловедение и термическая обработка металлов. — 2006. -№8. - С. 33-35.

24. Каблов Е. Н. Разработка жаропрочного ренийсодержащего никелевого сплава нового поколения для литья монокристаллических турбинных лопаток современных ГТД [Текст] / Е.Н. Каблов, В.Н. Толорайя, Н.Г. Орехов, И.М. Демонис // Сб. Литейные жаропрочные сплавы. Эффект С. Т. Кишкина. - М.: Наука, 2006,- С. 246 - 263

25. Пат RU № 1833581 Способ получения отливок с направленной структурой [Текст] / P.E. Шалин, E.H. Каблов, Ю.А. Бондаренко, В. П. Бунтуш-кин, В. А. Сурова, В. JI. Крупенев; заявка № 4954905/02, приор. 05.06.1991, публ. 10.03.95 (ВИАМ).

26. Пат RU № 1401715 Устройство для получения отливок направленной кристаллизацией [Текст] / Ю. А. Бондаренко, В. А. Сурова, А. В. Моряков, Т. И. Харюткина, В. А. Панкратов, И. Н. Цапенко; заявка № 4039646/23-02, публ. 17.03.86 (ВИАМ)

27. Каблов Е. Н. Компьютерное конструирование жаропрочного никелевого сплава 4-го поколения для монокристаллических лопаток газовых турбин [Текст] / E.H. Каблов, Н. В. Петрушин, Орехов, И.Л. Светлов // Сб. Литейные жаропрочные сплавы. Эффект С. Т. Кишкина. - М.: Наука, 2006, - С. 98-115.

28. Каблов Е. Н. Технологические особенности получения монокристальных образцов и турбинных лопаток из высокорениевых жаропрочных сплавов на установках УВНК-9 и ВИАМ1790 [Текст] / Е. Н. Каблов, В. В. Герасимов, Е. М. Висик //Литейные жаропрочные сплавы. Эффект С.Т. Кишкина. - М. : Наука, 2006. - С. 186-193.

28. Matsugi К. High temperature properties of single crystal superalloys optimized by an electron theory [Text] / K. Matsugi, R. Yokoyama, Y. Murata [et al.] // High temp. Mater. For power Eng.: Proc. of Conf., pt. II, Liege (Belgium). Dordrecht: - Kluwer, 1990. - P. 1251 - 1260.

29. Четтерей Д. Защита жаропрочных сплавов в турбостроении. Достижения науки о коррозии и технологии защиты от неё [Тест] / Четтерей Д., Де -Врис Р. С., Ромео Ж. // Т. 6. - М.: Металлургия, 1980. - С. 9 - 99.

30. Патон Б. Е. Литейные ЖС и защита их от окисления [Текст] / Б. Е. Патон, С. Т. Кишкин, Г. Б. Строганов, С. 3. Бокштейн, А. В. Логунов, Б. А. Мовчан, - Киев: Наукова думка, 1987. - 256 с.

31. Строганов Г.Б. Жаропрочные покрытия для газовых турбин [Текст] / Г. Б. Строганов, В. М. Чепкин, В. С. Терентьева. - М.: Навигатор - Экстра, 2000, -165 с.

32. Тамарин Ю. А. Жаростойкие диффузионные покрытия лопаток ГТД [Текст] -М., Машиностроение, 1978, - 132 с.

33. Коломыцев П. Г. Жаростойкие диффузионные покрытия [Тест] - М., Металлургия, 1979, 271 с.

34. Коломыцев А. Т. Высокотемпературные защитные покрытия для никелевых сплавов [Текст] / - М.: Металлургия, - 1991. - 236 с.

35. Абраимов Н. В. Химико-термическая обработка жаропрочных сталей и сплавов [Текст] / Н. В. Абраимов, Ю. С. Елисеев. - М.: Интермет Инжине-ринг, 2001,-622 с.

36. Арзамасов Б. Н. Химико-термическая обработка материалов в активизированных средах [Текст] / Арзамасов Б. Н. - М., Машиностроение, 1979, -322 с.

37. Шкретов Ю. П. Установки для получения жаростойких диффузионных покрытий газовым циркуляционным способом на наружных и внутренних поверхностях рабочих лопаток ГТД и ГТУ [Текст] / Ю. П Шкретов, Л. М. Викулина, А. М. Терёхин // Коррозия: материалы, защита - №10, 2009. - С. 55-74.

38. Симонов В. Н. Хромоалитирование циркуляционным способом охлаждаемых лопаток газовых турбин [Текст] / В. Н. Симонов, Н. В. Абраимов, Ю. П. Шкретов, В. В. Лукина, А. М. Терёхин. - М.: Металловедение и термическая обработка металлов. - № 7 (625), 2007. - С. 36 - 39.

39. Лесников В. П. Защитные свойства алюминидных покрытий в условиях высокотемпературного окисления и коррозии [Текст] / В. П. Лесников, В. П. Кузнецов, О. В. Репина // Физика и химия обработки материалов, 1996. -№ 4. - С.56-59.

40. Лесников В. П. Диффузионное насыщение алюминием и хромом никелевых сплавов циркуляционным методом из газовой фазы [Текст] / В. П. Лесников, В. П. Кузнецов, Ю. А. Горошенко [и др.] //Ми ТОМ. - 1998. -№10.-С. 21 -25.

41. Абраимов Н. В. Материаловедение. Технология конструкционных материалов [Текст] / Н. В. Абраимов, Ю. С. Елисеев, В. В. Крымов // Учебник для вузов под ред. Абраимова Н. В. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005, - 560 с.

42. Абраимов Н. В. Структурные изменения в алюминидном покрытии на сплаве ЖС32 при баротермической обработке [Текст] / Н. В. Абраимов, А. М. Терёхин, Ю. П. Шкретов // Коррозия: материалы, защита. - № 9. 2008. - С. 23-28.

43. Абраимов Н. В. К вопросу об эффективности многокомпонентных покрытий для жаропрочных сплавов [Текст] / Н. В. Абраимов, Ю. П. Шкретов, А. М. Терёхин, В. В. Лукина, Е. В. Борщ Е.В. // Коррозия: материалы, защита.-№ 10, 2005.-С. 10-13.

44. Мубояджян С. А. Новый метод получения жаростойких алюминидных диффузионных покрытий [Текст] / С. А. Мубояджян, В. В. Терехова, М. Р. Шалин // В сб.: «Вопросы авиационной науки и техники. Серия «Авиационные материалы», - 1988 .-№4 - С. 48-55

45. Никитин В. И. Влияние золовых отложений на длительную прочность материала рабочих лопаток газовых турбин [Текст] / Никитин В. И., Григорьева Т. Н. // ФХХМД972. - Т. 8.-№5.-С. 19-25.

46. Materials for Advanced Power Engineering. Part 1 and 2. Proc of a Conference held in Liege, Belgium, 3-6 October 1994. - 1987 p.

47. Мовчан Б. А. Жаростойкие покрытия, осаждаемые в вакууме [Текст] / Б. А. Мовчан, И. С. Малашенко//-Киев: Наукова думка, - 1983. - 236 е.;

48. Wing R. G. The protection of gas turbine blades. A platinum aluminide diffusion coating [Text] / Wing R. G., Mc Gill I. R. // Platinum metals revive, -1981,-v. 25.-N3.-P. 94- 105.

49. Materials for Advanced Power Engineering. Part 1 and 2. Proc of a Conference held in Liege, Belgium, 3-6 October 1994. - 1987 p.

50. Будиновский С.А. Вакуумная плазменная технология высоких энергий - эффективный путь создания новых покрытий и материалов [Текст] / С. А. Будиновский, Е. Н. Каблов, С. А. Мубояджян // В сб. «Авиационные материалы на рубеже XX-XXI веков М.: ВИАМ, - 1994 .- С 314-325

51. Мубояджян С. А. Конденсированные конденсационно-диффузионные покрытия для лопаток турбин из сплавов с направленной кристаллической структурой [Текст] / С. А. Мубояджян, С. А. Будиновский // - МиТОМ. -1996.-№4- С. 15-18

52. Синельников B.C. Алюминиды [Текст] / В. С. Синельников, В. А. Подерган, В. И. Речкин //- Киев, «Наукова думка», -1965. - 240 с.

53. Кишкин С.Т. Вопросы авиационной науки и техники. Авиационные материалы. Методы исследования конструкционных материалов [Текст] / С. Т. Кишкин, А. В. Логунов, Н. В. Петрушин [и др.] // Сб. тр. - М., ВИАМ, -

1987.- С. 6-18

54. Логунов А.В. Структура и свойства жаропрочных металлических материалов [Текст] / А. В. Логунов, Н. В. Петрушин, Е. А. Кулешова, Ю. М. Должанский //- МиТОМ-1981.-№6. - С. 16-20

55. Кишкин С. Т. Литейные жаропрочные сплавы на никелевой основе / [Текст] // С. Т. Кишкин, Г. Б. Строганов, А. В. Логунов // - М.: Машиностроение, 1987. - 111 с.

56. Dorolia R. Formation of topologically closed packet phases in nickel - base single - crystal super alloys / R. Dorolia, D. F. Lahrman, R. D. // Superalloys,

1988, Minerals, Met. And Mater. Soc., - 1988. - P. 255 - 265

57. Lohmuller A. Improved Quality and Economics of Investment Castings by Liquid Metal Cooling - the Selection of cooling media [Text] / A. Lohmuller, W. Eber, J. Grobmann, M. Hordler, J. Preuhs, R.F. Singer // Superalloy-2000, TMS (The Minerals, Metals & Materials Society), 2000. - P. 181-188.

58. Бондаренко Ю. А. Высокоградиентная направленная кристаллизация лопаток ГТД с монокристаллической структурой [Текст] / Ю. А. Бондаренко, Е. Н. Каблов, И. М. Демонис // Специализированный информационно-аналитический журнал «Газотурбинные технологии. - № 3, 2007. - С. 26-30.

59. Морозова Г. И. Авиационные материалы на рубеже XX - XXI веков [Текст] / Г. И. Морозова // Сб. тр. - М.: ВИАМ, 1994. - С. 460 - 465

50. Абраимов Н. В. Высокотемпературные материалы и покрытия для газовых турбин. М.: Машиностроение, 1993, 336 с.

51. Никитин В.И. Коррозия и защита лопаток газовых турбин [Текст] / В. И. Никитин. - Л.: Машиностроение, 1987. - 272 е.: ил.

52. Косицин С. В. Влияние кобальта на структурно-фазовую стабильность и свойства сплавов Ni-Co-Cr-Al вблизи эвтектических составов [Текст] / С. В. Косицин, Н. В. Катаева // ФММ, 1999. - т. 88. - № 3. - С. 85 - 98.

54. Абраимов Н. В. Методика испытаний сопротивляемости сплавов и покрытий солевой коррозии [Текст] / Н. В. Абраимов, Ю. П. Шкретов, А. В. Бобырь // Коррозия: материалы, защита. - № 6, 2007. - С. 5 - 6.

56. Strang A. Effect of coating the mechanical properties of superalloys. High temperature alloys gas turbines [Text] / Strang A., Lang E. // Proc. Conf. Liege, 4 - 6 Oct. 1982, - Dordrecht. - 1982. - P. 496 - 506.

57. Беляев M. С. Влияние алюминидных покрытий на усталость сплава ЖС 6У [Текст] / М. С. Беляев, Н. Д. Жуков, М. П. Кравченко, В. В. Терехова // Проблемы прочности. 1977, - №11, - С. 34 - 38.

58. Гецов Л. Б. Сопротивление усталости жаропрочных сплавов с покрытиями [Текст] / Л. Б. Гецов, А. И. Рыбников, И. С. Малашенко и др. // Проблемы прочности. 1990, - №5 - С. 51 - 56.

59. Шмотин Ю. Н. Численное моделирование обрыва лопатки вентилятора [Текст] / Ю. Н. Шмотин, А. А. Рябов, Д. В. Габов // ISSN 1727 - 7337. Авиационно-космическая техника и технология. Научно - технический журнал 9 (25). - Харьков «ХАИ», 2005, С. 63 - 67.

60. В. Г. Августинович Численное моделирование нестационарных явлений в газотурбинных двигателях [Текст] / Научное издание под редакцией В. Г. Августиновича, Ю. Н. Шмотина, -М.: Машиностроение, 2005. - 536 с.

61. Бокштейн С. 3. Диффузия и структура металлов [Текст]. - М.: Металлургия, 1973.-208 с.

62. Шиняев А. Я. Закономерности изменения характеристик диффузии в сплавах в зависимости от состава и строения диаграмм состояния [Текст]. М.: Наука, 1973.- 185 с.

63. Ким С. Л. Исследование образования металлической связи при получении биметаллов на основе кинетики взаимодействия атомов [Текст] / Автореферат дисс. на соискание ученой степени к. ф-м. н. - Ижевск: Институт прикладной механики Уральского отделения РАН, 2010. - С. 1 - 20.

64. Голиков И. Н. Дендритная ликвация в сталях и сплавах [Текст] / И. Н. Голиков, С. Б. Масленков, - М.: Металлургия, 1977, - 224 с.

65. Каблов Е. Н. Жаропрочность никелевых сплавов [Текст] / Е. Н. Каблов, Е. Р. Голубовский // - М.: Машиностроение, 1998. - С. 16.

66. Кишкин С. Т. Литейные жаропрочные сплавы на никелевой основе [Текст] / С. Т. Кишкин, Г. Б. Строганов, А. В. Логунов // - М.: Машиностроение, 1987, -111 с.

67. Петрушин Н. В. Особенности структурно-фазовых превращений при термической обработке монокристаллов высокорениевых жаропрочных никелевых сплавов [Текст] / Н. В. Петрушин, М. Б. Бронфин, Е. Н. Каблов, И. М. Хацинская, Е. Б. Чабина, И. Н. Рощина, О. Б. Тимофеева // Литейные жаропрочные сплавы. Эффект С.Т. Кишкина. - М.: Наука, 2006. - С. 143-154.

68. Бокштейн Б. С. Диффузия атомов и ионов в твердых телах [Текст] / Б. С. Бокштейн, А. Б. Ярославцев. - М.: МИСИС, 2005. - 362 с.

69. Фролов В. В. Теоретические основы сварки [Текс] / В. В. Фролов, В. А. Винокуров, В. Н. Волченко [и др.]. - М.: Высшая школа, 1970. - 592 с.

70. Герцрикен С. Д. Диффузия в металлах и сплавах в твердой фазе [Текст] / С. Д. Герцрикен, И. Я. Дехтяр. -М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1960. - 564 с.

71. Caron P., High / solvus new generation nickel - based superalloys for

single crystal turbine blade application // Superalloys, 2000. Pennsylvania. Minerals, Met. And Mater. Soc., 2000. -P. 737 - 746

72. Morinaga M., Yukava N., Adachi H., Ezaki H., New PHACOMP and its application to alloy design, Superalloys, 1984, Champion (Pennsylvania): Met. Soc. of AIME, 1984, - P. 526 - 532

73. Самойлов А. И. Аналитический метод оптимизации легирования жаропрочных никелевых сплавов [Текст] / А. И. Самойлов, Г. И. Морозова, А. И. Кривко, О. С. Афоничева // Материаловедение, - 2000, -№2, - С. 14-17.

74. Морозова Г. И. Закономерность формирования химического состава у/у - матриц многокомпонентных никелевых сплавов [Текст] / ДАН СССР, -1991,-Т. 320,-№6, - С. 1413-1416

75. Гецов JI. Б. Расчетно - экспериментальный метод определения долговечности защитных покрытий. Обеспечение коррозионной надежности газовых турбин [Тест] / JI. Б. Гецов, А. И. Рыбников // - Вып. 473. - Л: Судостроение, 1989. - С. 44 - 57

76. Krukovsky P. G. Inverse Problems in Engineering. Theory and Practice [Text] / P. G. Krukovsky, E. S. Kartavova // ASME, 1999. - P. 403 - 408.

77. Krukovsky P. G. Procel. 30-th National Heat Transfer Cont. [Text] / ASME (United Eng. Center), P. G. Krukovsky, W. Y. Bryan, J. V. Beck // Eds. PV 312 -10. -New York, 1995.-P. 104-112.

th

78. Argence D. Fournier D. MC - NG: A 4 generation sincle-cristal superalloy for future aeronautical turbine blades and vanes [Text] / D. Argence, C. Vernault, Y. Desvallees // Ibid. France, 2003. - P. 829 - 837.

79. Логунов А. В. Программное обеспечение при анализе и оценке фазового состава, несоответствия параметров кристаллических решеток у - и у — фаз, а также критических значений концентрации электронных вакансий в жаропрочных никелевых сплавах [Текст] / А. В. Логунов, А. В. Логачев, А. И. Логачева // Сб. Металлофизика, механика материалов, наноструктур и процессов деформирования. Труды 3-й международной конференции Ме-таллдеформ - 2009, - т. 1. Самара, 2009, - С. 100 - 109.

80. Lours P. On the deformation of the <001> orientated strengthening phase of the CMSX - 2 superalloy [Text] / P. Lours, A. Couyou, P. Columb // Acta met. Et mater. - 1991. - Vol. 39, -N 8. - P. 106 - 112.

81. Ohtomo A. Progress in materials for aircraft engines [Text] / J. Jap. Soc. Heat Treat. - 1988. - Vol. 28. - N 2. - P. 106 - 112.

82. Khan T. Effect of processing conditions and head treatments of mechanical properties of single-cristal superalloy CMSX - 2 [Text] / T. Khan, P. Caron // Mater. Sci. and Technol. - 1986. - Vol. 2. - N 5. - P 486 - 492.

83. Glatzel U. Microstructure and internal strains of undeformed and creep deformed samples of a nickel-base superalloy [Text]. - В.: Koster, 1994. - 88 p.

84. Hopgood A. A. Effect of heat treatment on phase chemistry and microstructure of single crystal nickel base superalloy [Text] / A. A. Hopgood, A. Nicolls, G. D. W. Smith [et al.] // Mater. Sci. and Technol. - 1988. - N 2. - P. 146 - 152.

85. Broomfield R. W. Development and turbine engine performance of three advanced rhenium containing superalloys for single cristal and directionally solidified blades and vanes [Text] / R. W. Broomfield, D. A. Ford, J. K. Bhangu [et al.] // J. Eng. Gas Turbines and Power. - 1988. - Vol. 120. - July. - p. 595 - 608

86. Guedoy J. Development of New Toque end Greed Resistant P. M. Nickel -Base - Superalloy for disk application [Text] / J. Guedoy, I. Augustings, A. Lekal-

Her, В. Karon [et al.] // Superalloys - 2008, Pennsylvania, USA // A publication of TMS,-2008,-P. 21-30.

87. Налимов В. В. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов [Текст] / В. В. Налимов, Н. А. Чернова. - М.: Наука, 1965. -338 с.

88. Елисеева И. И. Эконометрика [Text]. - М.: Финансы и статистика. -1965.-344 с.

89. Пустыльник Е. И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений [Текст] - М.: Наука, 1968. - 228 с.

90. Безъязычный В. Ф. Квалиметрия в авиадвигателестроении [Текст] / В. Ф. Безъязычный, В. Н. Шишкин, О. В. Виноградова. - М.: Спектр, 2010. -218 с.

91. Sponseller D. L. Differential thermal analysis of nickel-base superalloys [Text] / Superalloys: A publ. of the Minerals, and Mater. Soc. Champion (Pennsylvania), - 1996. -P. 259-270.

92. Spague R. A. Superalloy component durability enhancements [Text] / R. A. Spague, S. J. Priesen // Metalls. - 1986, -Vol. 38, - N 7. -P. 24 - 30.

93. Yukava N. Alloy design of superalloys by the d - electrons concept [Text] / Yukava N., Morinaga M., Adachi H., Ezaki H. // High temp, alloys for gas turbines and other application. Proc. Liege. Belgium. Dordrecht: CRM, 1986, -P. 935 -944.

94. Koul A. K. Serrated grain boundary formation potential of Ni-based superalloys and its implication [Text] / A. K. Koul, R. Thramburaj // Met. Trans. -1985. -Vol. 16A, - N. 1,-P. 17-26.

95. Вертоградский В. А. Исследование фазовых превращений в сплавах типа ЖС методом ДТА [Текст] / Вертоградский В. А., Рыкова Т. П. / Жаропрочные и жаростойкие сплавы на никелевой основе. - М.: Наука, 1984. - С. 223 - 227.

96. Walston S. Joint development of a fourth generation sincle Cristal superal-loy [Text] / S. Walston, A. Cetel, R. McKay [et al.] // Superalloys, 2004: A publ. of the TMS. - Pennsylvania. - 2004. - P. 15 - 24.

97. Каблов E. H. Физико-химические факторы жаропрочности никелевых сплавов, содержащих рений [Текст] / Е. Н. Каблов, Н. В. Петрушин, Г. И. Морозова, И. JI. Светлов // Литейные жаропрочные сплавы. Эффект С.Т. Кишкина. - М.: Наука, 2006. - С. 116-130.