Упрочнение титановых сплавов для рабочих лопаток паровых турбин повышенной мощности методами термоциклирования и электроискровым легированием тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.01, кандидат наук Ворначева Ирина Валерьевна

• Ворначева Ирина Валерьевна
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Ворначева Ирина Валерьевна

ВВЕДЕНИЕ

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ПОВЫШЕНИЮ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЛОПАТОК ПАРОТУРБИННЫХ АГРЕГАТОВ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ

1.1 Условия работы, износ и повреждаемость лопаток паровых турбин

1.2 Материалы для лопаток паротурбинных агрегатов. Титановые сплавы

1.3 Методы повышения прочности и эксплуатационных характеристик лопаток паровых турбин из титановых сплавов

1.4 Выводы по главе

Глава 2. ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ, ТЕХНОЛОГИИ И УСТАНОВКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Выбор титановых сплавов для исследования

2.2 Установка для термоциклической обработки

2.3 Установки для электроискрового легирования

2.4 Методы исследования химического состава, микроструктуры и фазового состава образцов из титановых сплавов

2.5 Методика исследования механических, физико-химических и эксплуатационных свойств титановых сплавов

2.6 Методика математического моделирования процесса электроискровой обработки титановых лопаток паровых турбин

2.7 Выводы по главе

3 ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ ДЛЯ ЛОПАТОК ПАРОВЫХ ТУРБИН ПО НЕСТАЦИОНАРНЫМ РЕЖИМАМ

3.1 Процессы в титановых сплавах при термоциклической обработке

3.2 Особенности процессов формирования структуры и фазового состава титановых сплавов при термоциклировании

3.3 Влияние термоциклирования на структуру и фазовый состав псевдо-а-титановых сплавов ВТ20 и ОТ4

3.4 Влияние термоциклирования на субструктуру псевдо-а-титановых сплавов

3.5 Влияние термоциклирования на механические свойства сплавов ВТ20 и ОТ4

3.6 Выводы по третьей главе

Глава 4. ПОВЕРХНОСТНОЕ УПРОЧНЕНИЕ ТИТАНОВЫХ ЛОПАТОК ДЛЯ ПАРОВЫХ ТУРБИН ЭЛЕКТРОИСКРОВЫМИ ПОКРЫТИЯМИ

4.1 Влияние режимов электроискрового легирования на массоперенос материала легирующего электрода на титановую подложку

4.2 Исследование микроструктуры и фазового состава электроискровых покрытий на титановых сплавах для лопаток паровых турбин

4.3 Свойства электроискровых покрытий на титановых сплавах для лопаток турбин паровых агрегатов

4.4 Математическое моделирование процесса упрочняющей обработки титановых лопаток паровых турбин

4.5 Технологические рекомендации по упрочнению турбинных лопаток из титановых сплавов

4.6 Выводы по 4 главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Приложение П1

Приложение П2

Приложение П3

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Упрочнение титановых сплавов для рабочих лопаток паровых турбин повышенной мощности методами термоциклирования и электроискровым легированием»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Развитие энергетики, как в Российской Федерации, так и за рубежом, предполагает все более широкое использование турбинных агрегатов повышенной мощности, давление пара в которых достигает 25МПа, скорость парового потока 500м/с, а его температура 540°С. Силовые нагрузки вызывают в материале лопаток сложное напряженное состояние (изгиб и скручивание), кроме того, в них возникают растягивающие напряжения от центробежной силы, обусловленной большой скоростью вращения ротора. Все эти напряжения материал турбинных лопаток должен выдерживать долгое время (проектный ресурс работы турбины 100 тыс. ч). Это обуславливает повышенные требования к материалам таких турбоагрегатов, в частности, к их рабочим лопаткам.

Наиболее перспективными материалами для турбинных лопаток, особенно для лопаток больших размеров, устанавливаемых в цилиндрах низкого давления паровых турбин, считаются титановые сплавы. Эти сплавы отличаются относительной легкостью и высокой удельной прочностью, что делает возможным использование их для лопаток длиной до 1500 мм.

Наиболее широко для крупногабаритных лопаток паровых турбин используются высокопрочные (а+Р)-титановые сплавы, такие как ВТ3-1, ТС-6, ВТ6 и др. Эти сплавы, упрочненные закалкой с последующим длительным старением, хорошо работают при температурах до 350°С. Однако, для перспективных турбин повышенной мощности этого оказывается недостаточно, так как рабочая температура пара в них значительно выше.

Перспективными материалами для крупногабаритных лопаток в таких турбинах могут быть псевдо-а-титановые сплавы, у которых содержание нестабильной Р-фазы значительно меньше, чем в двухфазных (а+Р)-титановых сплавах, что обеспечивает их более высокую теплостойкость. С другой стороны, эти сплавы не поддаются упрочнению закалкой и старением,

что в настоящее время не позволяет использовать их для турбинных лопаток большой длины из-за недостаточной исходной прочности.

В настоящей работе предложено использовать для упрочнения псевдо-а-титановых сплавов, предназначенных для турбинных лопаток, термоциклическую обработку (ТЦО), которая, как известно, может повысить прочность и пластичность однофазных материалов (на 20...35%) и существенно увеличить теплостойкость. При этом энергозатраты и длительность ТЦО значительно ниже, чем при закалке длительным старением.

Также, для повышения стойкости титановых лопаток против эрозионного изнашивания, что имеет место при работе паровых турбин, предложено использовать электроискровое легирование (ЭИЛ) для нанесения на поверхности лопаток износостойких покрытий. Разработка технологий упрочнения титановых лопаток для паровых турбин и повышения их теплостойкости, чему посвящена настоящая работа, является актуальной для тепловой и атомной энергетики из-за высокой стоимости титановых сплавов и возрастания их доли в турбостроении, а также в связи с возрастающими требованиями к материалам турбинных лопаток.

Степень разработанности темы. Работы по повышению

долговечности и применению титановых сплавов в турбостроении ведутся с

середины прошлого века такими научными и высшими учебными

заведениями как ОАО «НПО Центральный котлотурбинный институт» г.

Санкт-Петербург; фирма Siemens; Bergman-Borsig; CECAlstrom;

TurbineBlading; RWENpower, ФГУП «ВИАМ», Институт материаловедения

ДВО РАН, Хабаровск, Алтайский государственный технический университет

им. И.И. Ползунова, г. Барнаул; Московский государственный

технологический университет «Станкин»; Институт металлургии и

материаловедения им. А.А. Байкова РАН;ФГБОУ ВО «ЮЗГУ» Курск и др.,

что объясняется высокой рентабельностью таких мероприятий.

Термоциклической обработкой и электроискровым легированием титановых

5

сплавов занимались такие ученые как Petters M., Allen P.G., Bania P. J., Jukawa N., Лазаренко Б.Р., Лазаренко Н.И., Верхотуров А.Д., Подчерняева И.А., Гитлевич А.Е., Самсонов Г.В., Михайлов В.В., Химухин С.Н., Сарилов М.Ю., Мулин Ю.И., Князева С.Н., Хорев А.И., Лясоцкая В.С., Колачев Б.А., Ильин А.А., Скворцова С.В., Колмыков В.И., Гадалов В.Н. и др. Однако, вопросы разработки режимов упрочнения псевдо-а-титановых сплавов методами ТЦО и ЭИЛ применительно к рабочим лопаткам паровых турбин на сегодняшний день являются мало разработанными. Необходимость и целесообразность этих вопросов определила выбор темы, постановку задач и основные направления исследования.

Цель работы - разработка технологических режимов упрочнения теплостойких псевдо-а-титановых сплавов ВТ20 и ОТ4 для крупногабаритных лопаток паровых турбин термоциклированием и электроискровым легированием на основе изучения закономерностей структурных и фазовых превращений при этих процессах.

Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие задачи:

1. Проанализировать перспективы использования титановых сплавов для лопаток паровых турбин и методы повышения их прочности и износостойкости.

2. Рассмотреть процессы, происходящие в титановых сплавах, особенности изменения структуры, фазового состава и свойств титановых сплавов при термообработке термоциклированием.

3. Провести экспериментальное исследование влияния режимов термоциклической обработки псевдо-а-титановых сплавов ВТ20 и ОТ4 на их структуру, субструктуру, фазовый состав и механические характеристики.

4. Проанализировать особенности нанесения износостойких электроискровых покрытий на титановые сплавы, применяемые для лопаток паровых турбин.

5. Исследовать микроструктуру и свойства электроискровых

6

покрытий, полученных электродом ПГ-12Н-03 на титановых сплавах и разработать математическую модель процесса электроискрового легирования титановых лопаток паровых турбин.

6. Сформулировать технологические рекомендации по упрочнению лопаток паровых турбин из теплостойких псевдо-а-титановых сплавов ВТ20 и ОТ4 термоциклической обработкой и нанесением электроискровых покрытий из износостойкого никель-боридного сплава ПГ-12Н-03.

Научная новизна

1. Установлены закономерности влияния режимов термоциклической обработки на формирование структуры сплавов ВТ20 и ОТ4. В результате многократных а^Р переходов в этих сплавах происходит значительное измельчение и сфероидизация зерен а-фазы и уменьшение количества нестабильной Р-фазы. Последняя локализуется в виде тонких прослоек (0,5.. .0,8 мкм) на границах сферических мелких (3.. .5) мкм а-зерен.

2. Экспериментально показано, что термоциклическая обработка титановых сплавов ВТ20 и ОТ4 обеспечивает упрочнение а-зерен за счет образования разветвленной сетки субграниц, а также полигонизированных структур с густой сеткой дислокаций, устойчивых при высоких температурах. В результате достигается повышение твердости и теплостойкости сплавов.

3. Найдены закономерности формирования структуры и свойств электроискровых покрытий на титановых сплавах ВТ20 и ОТ4, полученных электродом ПГ-12Н-03. Установлено, что, наибольшая удельная масса и наименьшая пористость покрытия достигаются при силе тока 8А, емкости разряда - 0,6мкФ. При этих параметрах формируются беспористые покрытия на основе никеля, упрочненные боридами, имеющие высокую твердость, износостойкость и коррозионную стойкость.

Теоретическая и практическая значимость: Разработаны технологии

упрочнения псевдо-а-титановых сплавов методами термоциклической

обработки и электроискрового легирования, включая разработку и

7

патентование способа электроискрового легирования лопаток из титановых сплавов паровых турбин ТЭЦ и АЭС (приоритет по заявке № 2020115586). Показана эффективность этих методов для повышения прочности, теплостойкости и износостойкости этих материалов и возможность их использования для крупногабаритных лопаток паровых турбин, что обеспечит повышение надежности и долговечности паротурбинных агрегатов. Разработана адекватная математическая модель процесса электроискровой обработки титановых сплавов, позволяющая обоснованно устанавливать параметры технологических процессов упрочнения титановых лопаток паровых турбин применительно к конкретным условиям их работы.

Диссертационное исследование соответствует следующим пунктам паспорта специальности 05.16.01 Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов: п. 1, п.3, п.10.

Методология и методы исследования. Для решения поставленных

задач применялись современные методы испытаний и исследований, такие

как: изучение химического состава (спектрометр FoundryMate); исследование

микроструктуры методом оптической и сканирующей зондовой микроскопии

(микроскопы МИМ-8, Neoplot-21 и ACM Aist NT Smart SPM, автоматический

анализатор структуры EPIQUANT); электрохимическое обезжиривание,

травление и электрохимическую полировку образцов проводили с помощью

установки PROCRAFT; фазовый анализ титановых сплавов - с

использованием установок ДРОН-3М и УРС-60; измерения твердости

образцов проводились на твердомерах ТК-2М («Роквелл») и ТП-2

(«Виккерс»), микротвердость поверхностных слоев и элементов структуры

исследовалась на микротвердомере ПМТ-3; внутренние напряжения в

определялись по методу М.М. Северина; измерение геометрических

параметров поверхности образцов (шероховатости) проводилось с помощью

профилометра Абрис-ПМ7; коррозионная стойкость покрытий оценивалась

потенциодинамическим методом (потенциостат П5827); ударная вязкость

определялась по схеме Изода на маятниковом копре КММ-5; механические

8

характеристики титановых сплавов определялись на универсальной разрывной машине УРС-20/6000; испытания на износостойкость титановых сплавов с электроискровыми покрытиями проводились на машине СМЦ-2; для установления зависимостей влияния факторов и условий технологического процесса электроискровой обработки на качество покрытий на титановых лопатках паровых турбин применялся трехфакторный план эксперимента второго порядка.

Положения, выносимые на защиту

1. Использование термоциклической обработки делает возможным существенное упрочнение псевдо-а-титановых сплавов, которые не упрочняются закалкой с последующим старением, и использование этих сплавов для крупногабаритных лопаток паровых турбин высокой мощности; при этом будет реализована повышенная теплостойкость таких сплавов по сравнению с традиционно используемыми для этой цели (а+Р)-титановыми сплавами, при одинаковой с ними прочности.

2. Термоциклическая обработка псевдо-а-титановых сплавов в области температур полиморфного превращения вызывает значительное измельчение и сфероидизацию зерен, а также формирование субструктуры с густой сеткой дислокаций, устойчивой при высоких температурах, что обеспечивает повышение прочности и износостойкости этих сплавов.

3. Электроискровые покрытия, нанесенные на псевдо-а-титановые сплавы электродом ПГ-12Н-03, имеют высокую износостойкость при температурах до 500°С и высокую коррозионную стойкость и могут быть использованы для повышения долговечности турбинных лопаток, работающих в потоке перегретого пара при высоких температурах, в условиях каплеударного эрозионного воздействия.

Степень достоверности полученных результатов обеспечивается

всесторонним анализом литературных данных по теме исследования,

подтверждается воспроизводимостью экспериментальных данных,

проведением испытаний по известным, современным методам и методикам,

9

использованием современного программного обеспечения для обработки полученных результатов, сравнением экспериментальных и расчетных данных, апробацией результатов исследований в промышленности. Теоретические результаты работы согласуются с экспериментальными данными, полученными автором и другими исследователями, а также с апробацией результатов на различных научно-практических конференциях.

Реализация результатов работы. Разработанные технологии упрочнения титановых псевдо-а-сплавов апробированы и внедрены в Нововоронежское управление - филиал АО «Электроцентромонтаж». Научно-методические результаты, полученные в диссертационной работе, применяются в учебном процессе кафедры технологии материалов и транспорта Юго-Западного государственного университета при изучении дисциплины «Теория и технология новых материалов», читаемой аспирантам по направлению подготовки 22.06.01 "Технологии материалов" направленность «Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов». Акты внедрения представлены в приложениях диссертации.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на: XXVII Международной конференции «Лазеры в науке, технике, медицине» (Туапсе 2016); VII Международной молодежной научной конференции: Молодежь и XXI век - 2017 (Курск 2017); VII-ой Международной научно-практической конференции: Перспективное развитие науки, техники и технологий (Курск 2017); XXXIV Международной научно-практической конференции: Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты (Новосибирск. - 2017); 6-й Международной научной конференции: Передовые инновационные разработки. Перспективы и опыт использования, проблемы внедрения в производство (Казань 2019); 8-й Международной молодежной научной конференции: Поколение будущего: Взгляд молодых ученых-2019 (Курск 2019).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 1 7 работ, из

10

них 3 в рецензируемых научных журналах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 196 источников и 3-х приложений. Общий объем работы составляет 220 страниц машинописного текста, 77 иллюстраций, 8 таблиц.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ПОВЫШЕНИЮ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЛОПАТОК ПАРОТУРБИННЫХ АГРЕГАТОВ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ

1.1 Условия работы, износ и повреждаемость лопаток паровых турбин

Электрическая энергия, получаемая на тепловых и атомных электростанциях, вырабатывается паротурбинными агрегатами, состоящими из паровой турбины (двигателя) и электрического генератора. Паротурбинный двигатель преобразует энергию пара в механическую энергию, которая в генераторе преобразуется в электричество.

Паротурбинный двигатель (рисунок 1.1) представляет собой весьма сложную конструкцию, состоящую из ротора, по окружности которого установлены лопатки, воспринимающие давление пара, за счет чего происходит вращение ротора, и ряда устройств (направляющих лопаток, подшипников, трубопроводов и др.) обеспечивающих организацию рабочего процесса турбины.

Основными элементами паровой турбины, в которых внутренняя энергия перегретого пара, поступающего из парогенератора, превращается в кинетическую энергию парового потока, а затем в механическую энергию вращающегося ротора, являются цилиндры или ступени турбины.

В корпусе паротурбинного двигателя (статоре турбины) установлены неподвижные, так называемые сопловые лопатки, а на вращающемся роторе -рабочие лопатки. Назначение сопловых лопаток состоит в организации парового потока и направлении его на рабочие лопатки ротора. Роторные (рабочие) лопатки турбины преобразуют энергию потока пара в энергию вращения ротора. По мере продвижения парового потока вдоль оси турбины его температура и давление снижаются, поэтому размеры сопловых и рабочих лопаток увеличиваются. Самые большие лопатки находятся в

цилиндрах низкого давления, их длина превышает 1000мм.

12

Рисунок 1.1 - Продольный разрез турбины К-50-90: 1 - ротор турбины;

2 - корпус турбины; 3 - опорно-упорный подшипник; 4 - опорный подшипник; 5 - регулирующий клапан; 6 - сопловая коробка; 7 - кулачковый вал; 8 - сервомотор; 9 - главный масляный насос; 10 - регулятор скорости; 11 - следящий золотник; 12 - картер переднего подшипника; 13 - червячное

колесо валоповоротного устройства; 14 - соединительная муфта; 15 -выхлопной патрубок турбины; 16 - насадные диски; 17 - рабочие лопатки; 18 - диафрагмы; 19 - обоймы диафрагм; 20 - обоймы переднего концевого уплотнения; 21 - перепускная труба (от стопорного к регулирующему

клапану) [1]

К цилиндру высокого давления (ЦВД) подведение пара осуществляется по паропроводам непосредственно из котла и имеет давление 23,5 МПа, температуру 540°С. На выходе цилиндра высокого давления давление пара составляет 3...3,5 МПа (30...35 ат), а температура - 300°...340°С. С целью снижения эрозионного воздействия влажного пара на лопатки турбины, из цилиндра высокого давления относительно холодный пар возвращается обратно в котел (промежуточный пароперегреватель), где температура пара повышается до исходной (540°С). Снова нагретый пар по паропроводам попадает в цилиндр среднего давления. В цилиндре среднего давления пар расширяется до давления 0,2.0,3 МПа (2.3 ат), а затем с помощью выхлопных труб направляется в ресиверные трубы, из которых подается в цилиндр низкого давления (ЦНД). Скорость течения пара в элементах

турбины 50-500 м/с [2].

Пар под большим давлением и с большой температурой попадает на рабочие лопатки турбины, которые в большом количестве размещены на венце ротора (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 - Колесо турбины фирмы Siemens с лопатками на роторе Лопатки имеют сложную форму и различные размеры, в зависимости от давления пара в цилиндрах турбины (рисунок 1.3)

а б

Рисунок 1.3 - Лопатки паровой турбины: а) рабочая лопатка цилиндра

высокого давления; б) лопатка цилиндра низкого давления

Силовые нагрузки, действующие на рабочие лопатки турбины весьма

велики. Так, например, сила, действующая на лопатку последней ступени

цилиндра низкого давления паровой турбины, длина которой составляет 1200

мм, может достигать 173 тс, что вызывает в материале лопатки сложное

14

напряженное состояние (изгиб, скручивание), которое этот материал должен выдержать долгое время. Кроме того, в лопатках возникают растягивающие напряжения от центробежной силы, которая возникает из-за большой скорости вращения ротора. Эти напряжения сосредоточены в корне лопатки и стараются разорвать лопатку в этом месте или вырвать ее из венца ротора.

В связи с этим конструкция лопатки и ее материал должны обладать достаточным запасом прочности [3-6]. На практике сечение лопаток рассчитывается по величине действующих напряжений с необходимым запасом, поэтому разрушение лопаток под действием таких статических (действующих постоянно) нагрузок практически исключено.

Гораздо более критичными, определяющими вероятность разрушения лопатки турбины, являются циклические напряжения, вызывающие усталость металла. При работе паровых турбин из-за неравномерности потока пара возникают вынуждающие переменные силы, вызывающие колебания рабочих лопаток [7-9]. Кроме того, в процессе работы турбины возникают и колебания лопаток направляющего аппарата, которые вызываются срывами парового потока из-за вращения ротора. Формы колебаний направляющих лопаток, приводящие к усталостным повреждениям, относятся к сложным изгибно-крутильным и плоским колебаниям. На низких частотах проявляются изгибные и изгибно-крутильные формы, на высших частотах - плоские пластинчатые формы. Эти колебания создают в материале лопаток весьма сложное напряженное состояние (рисунок 1.4).

Циклические напряжения, возникающие в материале лопаток при работе турбины, вызывают в нем деструктивные усталостные процессы, которые могут привести к зарождению трещин и усталостному разрушению лопаток или даже дисков ротора.

146 Гц Г=770Гц М741 Г»

Рисунок 1.4 - Голографическе интерферограммы рабочей лопатки турбины для различных напряженных состояний, вызванных колебаниями: а -изгибными; б - крутильными; в - пластинчатыми

Интенсивность колебаний лопаток и уровень внутренних напряжений в их материале зависят от их конструкции и от режимов работы турбины, главным образом, от давления пара в конденсаторе [10]. Наиболее сильным колебаниям подвержены лопатки большой длины, например, лопатки последних ступеней цилиндра низкого давления, имеющие длину более метра.

Опасность усталостного разрушения рабочих лопаток турбины повышается из-за того, что они работают при одновременном действии циклических и статических нагрузок. Такое нагружение соответствует ассиметричному циклу, где показатели усталостного сопротивления металлических материалов значительно ниже, чем при симметричном цикле нагружения (т.е. без дополнительной статической нагрузки). Последнее обстоятельство предъявляет повышенные требования к усталостным свойствам материалов для турбинных лопаток.

Надо отметить, что материал для лопаток должен обладать не только высоким пределом выносливости, но и высокой трещиностойкостью (живучестью или надежностью). Это качество снижает вероятность разрушения лопатки с трещиной, появившейся от усталости или других причин. Живучая лопатка не разрушится до планового осмотра паровой

турбины, когда этот дефект будет обнаружен и лопатка будет заменена на новую [11,12]. В материале с низкой трещиностойкостью любая трещина может привести к разрушению (обрыву) рабочей части лопатки и, следовательно, к аварийной ситуации с очень негативными последствиями.

Малые вентиляционные каналы для пропуска пара в конденсаторы приводит к значительному увеличению скорости пароводородного потока и к эрозионному износу кромок рабочих лопаток последних ступеней на периферийных участках (рисунок 1.5).

Рисунок 1.5 - Характерный вид эрозионного повреждения лопаток

паровых турбин

Согласно литературным данным [3, 13 - 16] эрозионный износ рабочих

лопаток турбин проявляется следующим образом. На кромках роторных

лопаток появляются эрозионные повреждения (промывы), начинающиеся на

периферии и распространяющиеся к корневому сечению. Наибольший износ

игольчатого вида шириной 25...30 мм и глубиной до 1,5...3,0 мм расположен

на расстоянии 150...200 мм от бандажной проволоки на периферии ротора.

17

По мере продвижения к корню лопатки износ уменьшается и приобретает губчатый вид. Эрозионные промывы рабочих лопаток цилиндров низкого давления наблюдаются на длине до 300 мм от периферийных (верхних) концов лопаток.

После обобщения информации по характеру износа рабочих лопаток составлена характерная схема изнашивания рабочей лопатки, демонтированной с ротора по причине достижения предельного состояния (рисунок 1.6) [17].

По данным НИИ EPRI США 73% случаев аварийной остановки паротурбин связано с поломкой лопаток, вследствие возникновения усталостных трещин на входных и выходных кромках, которые образуются в результате каплеударной эрозии. Входная кромка рабочей лопатки в ходе длительного эксплуатировании имеет эрозионные повреждения периферийной части (30...50% от длины лопатки), а выходная кромка характеризуется повреждениями в прикорневой зоне лопатки (30...60% от длины рабочей части лопатки). Износ лопаток вызывает потери мощности турбинного агрегата (на 6% и более) и огромные нерациональные материальные и финансовые затраты.

Опасность эрозионного повреждения турбинных лопаток состоит в том, что оно образует концентраторы напряжений в виде сквозных промывов, что приводит к усталостному разрушению рабочих лопаток [2, 3, 10, 13 - 27]. Эрозионный износ может понизить предел выносливости рабочих лопаток в два раза и более [10]. Практика показывает, что подавляющее большинство обрывов лопаток цилиндров низкого давления паровых турбин вызваны образованием усталостных трещин вследствие эрозионных повреждений.

Рисунок 1.6 - Схема рабочей лопатки паровой турбины, достигшей предельного состояния, с элементами эрозионного износа на входной и

выходной кромках В работе [28] показано, что уже после 10...20 тыс. часов работы (-1...2 года) из-за изменения формы и рельефа поверхностей рабочих лопаток цилиндров низкого давления мощность турбины снижается на 3.10%. Согласно расчетам [29,30], при средней величине износа рабочей лопатки 6 мм на ширине 250 мм, потери мощности турбины К-1000/60-3000, имеющей

8 выхлопных ступеней цилиндра низкого давления по 92 рабочих лопатки на каждой, составляет 83 кВт и вызывает перерасход условного топлива на 1848 тонн в год.

Расчет экономических издержек из-за износа рабочих лопаток цилиндра низкого давления паровой турбины К-1000 (мощностью 1000 МВт) показал, что мощность ее снижается на 5%, а общие потери энергии за сутки составляют 120 тыс. кВт ч [29,31]. Экономические потери в результате износа рабочих лопаток паровых турбин могут достигать десятков миллионов рублей в год на одну турбину. Также имеются и косвенные убытки, связанные с необходимостью резервирования генерирующих мощностей и затратами на их пуск. Из-за снижения экономичности паровых турбин и повышения риска отрыва рабочих лопаток от быстро вращающегося ротора принято заменять лопатки новыми через 4,5...5лет (35.40 тыс. часов наработки) [8,31,32]. Износ рабочих лопаток паровых турбин ТЭС и АЭС - это одна из острых проблем современного паротурбостроения, не решенная до сих пор. Большое число корпораций в России и за рубежом последние 40 лет проводят теоретические и экспериментальные исследования, направленные на повышение стойкости лопаток турбин к эрозии и защиты их от каплеударного воздействия [33-35].

Таким образом, из анализа литературных данных можно заключить, что в процессе эксплуатации турбин их рабочие лопатки получают эрозионные повреждения входной и выходной кромок, которые могут быть причиной возникновения усталостных трещин и, как следствие, аварийного разрушения. Такое состояние дел вынуждает заменять рабочие лопатки роторов по истечении некоторого времени для недопущения аварийных ситуаций. Надо отметить, что при замене рабочих лопаток турбины большая их часть находится в удовлетворительном состоянии. Закономерно встает вопрос о ремонте лопаток, снятых с эксплуатации, поскольку это может быть весьма выгодно с экономической точки зрения, так как их стоимость очень велика [36].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ворначева Ирина Валерьевна, 2020 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Костюк А.Г., Паровые и газовые турбины для электростанций: учебник для вузов / А.Г. Костюк, В.В. Фролов, А.Е. Булкин, А.Д. Трухний; под ред. А.Г. Костюка - М. : Издательский дом МЭИ, 2016. - 488с.

2. Тепловые электрические станции. Структура ТЭС, основные элементы. Парогенератор. Паровая турбина. Конденсатор. - URL: https://helpiks.org/6-85466.html (дата обращения 16.11.2019).

3. Резинских, В.Ф. Критерии эксплуатационной надёжности коррозионно-повреждённых лопаток ЦНД паровых турбин [Текст] / В.Ф.Резинских, А.И.Лебедева, А.Ф. Богачев // Электрические станции. -1991. - № 7. - С. 32-35.

4. Боровков, B.M. Материалы и прочность оборудования ТЭС: учеб. Пособие [Текст] / В.М. Боровков, Л.Б.Гецов, Ю.С.Воробьёв [и др.] - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2008. - 611 с. - С. 125.

5. Резинских, В.Ф. Ресурс работы основного теплосилового оборудования ТЭС и оценка возможности его дальнейшей эксплуатации -URL: http://www.combienergy.ru/stat/692-Resurs-raboty-osnovnogo-teplosilovogo-oborudovaniya (дата обращения 22.03.2020).

6. Резинских, В.Ф. Увеличение ресурса длительно работающих паровых турбин [Текст] / В. Ф. Резинских, В. И. Гладштейн, Г. Д. Авруцкий. -Москва: МЭИ, 2007. - 293с.

7. Wei-Ze W. Failure analysis of the final stage blade in steam turbine [Текст] / W. Wei-Ze, X. Fu-Zhen, Z. Kui-Long, Shan-Tung Tu // Engineering Failure Analysis. - 2007. - V. 437. - P. 70-74.

8. Mazur, Z. Steam turbine blade failure analysis [Текст] / Z. Mazur, R. Garcia-Illescas, J. Aguirre-Romano, N. Perez-Rodriguez // Engineering Failure Analysis - 2008. - V. 15. -P. 129-141.

9. Nurbanasari, M. Crack of a First Stage Blade in a Steam Turbine [Текст] / M. Nurbanasari // Case Studies in Engineering Failure Analysis. - 2014.

- V. 2 (2). - P. 54-60.

10. Жученко, Л.А. О восстановлении ресурса рабочих лопаток и дисков паровых турбин [Текст] / Л.А. Жученко, В.В. Кортенко, Ю.А. Сахнин [и др.] //Электрические станции. - 2001. - №5. - С.21-24.

11. Щедролюбов, В.Л. Замена и ремонт лопаток последних ступеней паровых турбин [Текст] / В.Л. Щедролюбов, В.А. Зельняков, Ю.Д. Шкотов // Энергетик. - 2002. - № 2. - С. 37-39.

12. Гвоздев, В.М. Опыт эксплуатации системы диагностики рабочих лопаток ЦНД турбины К-210-130 ст. № 2 Шатурской ГРЭС-5 [Текст] / В.М. Гвоздев, А.И. Поляков, Н.Ю. Исаков, Э.С. Мандрыка // Электрические станции. - 2001. - № 8. - С. 16-18.

13. Аверкина, Н.В. Влияние теплоотвода через металлические детали на интенсивность эрозионных и коррозионных процессов в проточной части ЦНД паровых турбин [Текст] / Н.В. Аверкина, Е.Б. Долгоплоск [и др.] // Электрические станции. - 1999. - №12. - С. 20-23.

14. Steam Turbine Blade Reliability Seminar and Workshop, 1986. EPRIReportCS-5085. - URL:https://www.osti.gov/biblio/6617979-steam-turbine-blade-reliability-seminar-workshop-proceedings. (дата обращения 09.03.2020).

15. Новиков, М.И. Повышение эрозионной стойкости сталей, применяемых в энергомашиностроении [Текст] / М.И. Новиков, Г.А. Филлипов, A.M. Мордухович [и др.] // Энергомашиностроение. - 1989. - № 12. - С. 15-17.

16. Белолипецкий, Ю.П. Титановые сплавы для лопаток паровых турбин [Текст] / Ю.П. Белолипецкий, Р.П. Залетаева, Л.И. Островский [и др.] // Теплоэнергетика. - 1971. - № 8. - С. 25-29.

17. Исанбердин, А.Н. Технологическое обеспечение долговечности лопаток паровых турбин из сплава ВТ6 с учётом наследственности при их ремонте с упрочнением поверхностного слоя [Текст] / дисс. канд.техн.наук: 05.02.08: защищена 29.04.2011 / А.Н. Исанбердин. - Уфа, 2011. - 220 с.

18. Амелюшкин, В.Н. Эрозия лопаток паровых турбин: прогноз и

192

предупреждение [Текст] / Учебное пособие. СПб.: Энерготех, 2000. - 70с.

19. Перельман, Р.Г. Эрозия элементов паровых турбин [Текст] / Р.Г. Перельман, В.В. Пряхин. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 184 с.

20. Ратнер, А.В. Эрозия теплоэнергетического оборудования [Текст] / А.В. Ратнер, В.Г. Зеленский. - М.: Энергия, 1966. - 271 с.

21. Яблоник, Р.М. Экспериментальное исследование эрозионной стойкости лопаточных материалов [Текст] / Р.М. Яблоник, В.В. Поддубенко // Энергомашиностроение. - 1975. - № 11. - С. 29-31.

22. Фаддеев, И.П. Эрозия влажнопаровых турбин [Текст] - Л.: Машиностроение, 1974. - 208с.

23. Крымов, В.В. Производство лопаток газотурбинных двигателей [Текст] / В.В. Крымов, Ю.С. Елисеев, К.И. Зудин // Под ред. В.В. Крымова. -М.: Машиностроение - Полет, 2002. - 376 с.

24. Бондаренко, В.И. Энергетика: история, настоящее и будущее [Текст] / В.И. Бондаренко, Г.Б. Варламов, И. А. Вольчин [и др.]. Т.1. От огня и воды к электричеству. - Киев, 2005. - 304 с.

25. Микунис, С.И. Надёжность рабочих лопаток последних ступеней ЦНД турбоагрегатов [Текст] / С.И. Микунис // Электрические станции. -1998. - № 3. - С. 11-13.

26. Мадоян., А.А. Исследование факторов, влияющих на эрозию выходных кромок рабочих лопаток последних ступеней турбины К-200-130 [Текст] / А.А. Мадоян, В.М. Харабаджи, В.В. Пащенко [и др.] // Электрические станции. - 1986. - № 11. - С. 26-30.

27. Карев, А.Н. Повышение надежности работы лопаток ЦНД теплофикационных турбин [Текст] / Карев А.Н. // Энергетик. - 2000. - № 8. -С. 20-21.

28. Лагерев, A.B. Вероятностная оценка падения мощности эродирующей влажно-паровой турбинной ступени в процессе эксплуатации [Текст] / А.В. Лагерев // Известия вузов. Энергетика. - 1991. - № 9. - С. 108114.

29. Лагерев, А.В. Экономически допустимое эрозионное повреждение рабочих лопаток влажнопаровых турбин [Текст] / А.В. Лагерев // Известия вузов. Машиностроение. - 1992. - №4-6. - С. 81-86.

30. Гонсеровский, Ф.Г. Продление срока службы узлов и деталей проточной части турбин ТЭС и АЭС [Текст] / Ф.Г. Гонсеровский, В.М. Силевич // Тяжёлое машиностроение. - 2002. - № 10. - С.59-63.

31. Лагерев, A.B. Планирование замены эродированных турбинных лопаток / А.В. Лагерев [Текст] // Теплоэнергетика. - 1990. - № 5. - С. 58-60.

32. Гаркуша, А.В. О влиянии эрозионного износа металла рабочих лопаток на экономичность паровых турбин [Текст] / А.В. Гаркуша // Энергетическое машиностроение. - 1977. - вып. 23. - С. 127-133.

33. Дегтярев, Л.И. Эрозия турбинных лопаток [Текст] / Л.И. Дегтярев // Советское котлотурбиностроение. - 1978 - № 4. - С. 1-4.

34. Рыженков, В.А. Состояние проблемы и пути повышения износостойкости энергетического оборудования ТЭС [Текст] / В.А. Рыженков // Теплоэнергетика. - 2000 - № 6. - С. 20-21.

35. Тумановский, А.Г. Стратегия продления ресурса и технического перевооружения тепловых электростанций [Текст] / А.Г. Тумановский, В.Ф. Резинских // Теплоэнергетика. - 2001. - №6. - С. 3-10.

36. Карев, А.Н. Разработка и внедрение высокоэффективной технологии ремонта рабочих лопаток паровых турбин [Текст] / А.Н. Карев, Ф.А. Хромченко, П.Р. Должанский [и др.] // Электрические станции. - 1999. -№ 12. - С. 16-20.

37. Белов, С.П. Титановые сплавы. Металловедение титана и его сплавов [Текст] / С.П. Белов, М.Я. Брун, С.Г. Глазунов, А.А. Ильин [и др.]; Под ред. Б. А. Колачева, С.Г. Глазунова. - М.: Металлургия, 1992. - 352 с.

38. Бридавский, М.С. Оценка работоспособности и упрочнений титановых лопаток [Текст] / М.С. Бридавский. - Л.: Труды ЦКТИ, 1970.- 38с.

39. Тимербулатов, М.Г. Исследование кавитационной стойкости

сплавов титана [Текст] / М.Г. Тимербулатов // Исследование стали для

194

гидротурбинного металлургического и горного оборудования. - 1962. - №27. - С.31-35.

40. Выбор сплавов титана пригодных для изготовления турбинных лопаток[Текст]. - Л.: Отчет ЛМЗ, 1958. - 40 с.

41. Gerdes, C. Water drop let erosion and microstructure of laser-nitrided Ti-6Al-4V [Текст] / C. Gerdes, A. Karimi, H.W. Bieler // Wear. - 1995. - №186187. - P. 368-374.

42. Инструкция СО 153-34.17.462-2003 «О порядке оценки работоспособности рабочих лопаток паровых турбин в процессе изготовления, эксплуатации и ремонта». Утверждено Приказом Министерства энергетики Российской Федерации от 30 июня 2003 № 262. -45с.

43. Журавлев, В.Н. Пособие для конструкторов и технологов. «Машиностроительные стали. Справочник» [Текст] / В.Н. Журавлев, О.И. Николаева. - М.: Машиностроение, 1981. - 391с.

44. Лисянский, А.С. Паротурбостроение ЛМЗ в современных условиях [Текст] / А.С. Лисянский, В.В. Назаров // Электрические станции. -2000. - № 12.- С. 69-72.

45. Ernatte, D. Steam Turbine Technology: The Way Forward [Текст] / D. Ernatte // Power Engineering International. - 2000. - № 12. - C. 40-41.

46. Steam Turbine Technology: The cutting edge // Power-Gen Worldwide. - 2006. - September 1. - URL: http://www.owergenworldwidexom/index/display/articledisplay/274903/articles/mi ddle-east-energy/volume-3/issue-8/features/steam-turbine-technology-the-cuttingedge.html (дата обращения 2019.11.11).

47. Leyens, C. Titanium and titanium alloys: Fundamentals and applications [Текст] / C. Leyens, M. Peters. - Weinheim, Germany: Wiley-VCH GmbH & Co. KGaA, 2003. - 513С.

48. Надежность теплоэнергетического оборудования ТЭС и АЭС

[Текст] / Под ред. А.И. Андрющенко. - М.: Высшая школа, 1991. - 303 с.

195

49. Антипов, Ю.А. Мощность и частота вращения одновальной газотурбинной установки [Текст] / Ю.А. Антипов, И.А. Барский, И.К. Шаталов // Вестник РУДН. Серия «Инженерные исследования». - 2009. -№2. - С. 71-74.

50. Малев, В.В. Новые возможности паротурбостроения на ЛМЗ [Текст] / В.В.Малев, Ю.Н. Неженцев // Теплоэнергетика - 1992. - № 6. - С. 26.

51. Пряхин, В.В. Проблемы эрозии турбинных рабочих лопаток [Текст] / В.В.Пряхин, О.А.Поваров, В.А. Рыженков // Теплоэнергетика. -1984. - №10. - С.25.

52. Leonov, V.P. Titanium Alloys in Steam Turbine Construction [Текст] / V.P. Leonov, I.V. Gorynin, A.S. Kudryavtsev et all // Inorganic Materials: Applied Research. - 2015. - Vol. 6. - No. 6. - P. 580-590.

53. Ильин, А.А. Титановые сплавы. Состав, структура, свойства. Справочник [Текст] / А.А. Ильин, Б.А. Колачев, И.С. Полькин. - М.: ВИЛС-МАТИ, 2009. - 520с.

54. Канюк, А.И. Применение титана в народном хозяйстве СССР [Текст] / А.И.Канюк, Э.М.Стриха, Ю.К. Заикин [и др.]. - М.: «Цветметинформация», 1967. - С.3-13.

55. Хорев, А.И. Фундаментальные и прикладные работы по конструкционным титановым сплавам [Текст] / А.И. Хорев // Труды ВИАМ. - 2013. - №2. - 4с.

56. Тарасов, А.В. Металлургия титана [Текст] / А.В. Тарасов. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. - 328 с.

57. Parshin, A.M. Decomposition diagram and heat-treatment schedule of titanium alloy [Текст] / A.M. Parshin, S.S. Ushkov, М.А. Skotnikova // Proceeding of the 8th World Conference «Titanium 95». Birmingham, 1996. - P. 2515-2522.

58. Иванова, Л.А. Оптимизация комплекса служебных свойств

титановых сплавов марок 5В и 37 для узлов и деталей энергетического

196

оборудования [Текст] / Л.А. Иванова, А.С. Кудрявцев, Е.В. Чудаков [и др.] //Титан. - 2010. - №4. - С. 23-30.

59. Колачев, Б.А. Титановые сплавы разных стран [Текст] / Б.А. Колачев, И.С. Полькин, В.Д. Талалаев. - М.: ВИЛС, 2000. - 316с.

60. Моисеев, В.Н. Машиностроение. Энциклопедия. Т. 2 - 3. Цветные металлы и сплавы [Текст] / Под. ред. Фридляндера И.Н. - Раздел 2. Титан и титановые сплавы / В.Н. Моисеев- М.: Машиностроение, 2001. -С. 272 - 353.

61. Titanuim: Science and technology [Текст]: Proc. 5th Int.Conf. on Titanuim. - Munich, 1984. V. 1 - 4. - 2695p.

62. Wang Bio, J.T. Microstructure and tensile properties Ti-Al-Nb-Mo-V alloy [Текст] / J.T Wang Bio, Z. Dinxu [et al.] // Materials Science and Engineering. - 1992. - V.152. - №1-2. - Р.317-321.

63. Глазунов, С.Г. Конструкционные титановые сплавы [Текст] / С.Г. Глазунов. - М.: - Металлургия, 1974. - 338с.

64. Борисова, Е.А. Титановые сплавы. Металлография титановых сплавов [Текст] / Е.А. Борисова, Г.А. Бочвар, М.Я. Брун [и др.]. - М.: Металлургия, 1980. - 464с.

65. Gadalov V.N. Regularities of structure formation of aluminum powdered particles produced by reactive mechanical alloying / V.N. Gadalov, I.V. Vornacheva, Gvozdev A.E.[et all] // Inorganic Materials: Applied Research. -2020. - Т. 11. - № 1. - С. 198-201.

66. Кудрявцев, А.С. Исследование характеристик вязкости разрушения высокопрочных свариваемых псевдо-а-титановых сплавов применительно к изделиям морской техники [Текст] / А.С. Кудрявцев, Д.А. Паноцкий // Титан. - 2010. - №2. - С. 9-15.

67. Ivanova, L.A. The principles of weldable pseudo-alpha titanium alloys using in steam turbine building [Текст] / L.A. Ivanova, A.S. Kudryavtsev, V.V. Travin // Titan. - 2011. - №. 2. - P. 37-47.

68. Maksimov, Yu.A. Problems and practices of titanium alloy use in

197

steam turbine construction [Текст] / Yu.A. Maksimov, L.V. Lysenko, V.V. Travin // mater. mezhd. konf. "Titan-2007 v SNG". - Yalta, 2007. - pp. 330-335.

69. Pokhmurskii, V.I. Effects of hydrogen exposure on the mechanical and tribological properties of a-titanium surfaces / V.I. Pokhmurskii, V.A. Vynar, C.B. Vasyliv, N.B Ratska [Текст] // Wear.-2013. - V. 306. - Is.1-2.-P. 47-50.

70. Garbacz, H. The tribological properties of nano-titanium obtained by hydrostatic extrusion [Текст] / H. Garbacz, M. Gr^dzka-Dahlke, K.J. Kurzydlowski // Wear.-2007.-V. 263. - Is.1-6.-P. 572-578.

71. El-Tayeb, N.S.M. Modeling of cryogenic frictional behavior of titanium alloys using Response Surface Methodology approach [Текст] / N.S.M. El-Tayeb, T.C. Yap, V.C.Venkatesh, P.V. Brevern // Materials & Design. - 2009. - Vol. 30. - Is.10 .- P. 4023-4034.

72. Lutjering, G. Titanium [Текст] / G. Lutjering, J.C.Williams. - Berlin: Springer-Verlag, 2003. -369 р.

73. Иванова, Л.А. Влияние термопластической обработки на комплекс свойств и структуру высокопрочных титановых сплавов типа 5В, используемых для деталей энергооборудования [Текст] / Л.А. Иванова, И.Р. Козлова, А.С. Кудрявцев, Е.В. Чудаков // Титан. - 2010. - №3. - С. 36-42.

74. Кудрявцев, А.С. Материаловедческое обеспечение производства колец из свариваемых высокопрочных титановых сплавов для деталей энергомашиностроения [Текст] / А.С. Кудрявцев, И.Р. Козлова, Л.А. Иванова, Е.В. Чудаков //Титан. - 2013. - №2. - С. 29-31.

75. Травин, В.В. Ползучесть псевдо-а-титановых сплавов и ее влияние на напряженно-деформированное состояние деталей паровых турбин [Текст] / В.В. Травин, Л.А. Иванова, А.С. Кудрявцев, И.Р. Козлова //Титан. - 2013. - №2. - С. 4-12.

76. Скотникова, М.А. Конструирование и совершенствование производства титановых рабочих лопаток турбин большой мощности [Текст] / М.А. Скотникова, Т.А. Чижик, И.Н. Цыбулина [и др.] // Механика и

процессы управления: Сб. ст. Миасс. - 2002. - С. 227-231.

198

77. Бокштейн, С.3. Влияние тонкой структуры, возникающей в титане в процессе полиморфного (а—Р) превращения на диффузионную подвижность [Текст] / С.3. Бокштейн, С.Т. Кишкин, Л.М. Мирский // Изв. АН СССР. Металлы. -1971. - №5. - С.210-215.

78. Полькин, И.С. Упрочняющая термическая обработка титановых сплавов [Текст]. - М.: Металлургия, 1984. - 96с.

79. Вульф, Б.К. Термическая обработка титановых сплавов [Текст]. -М.: «Металлургия», 1969. - 376с.

80. Металловедение: учеб. В 2 т. Т.2. Термическая обработка. Сплавы [Текст] / И.И. Новиков, В.С. Золоторевский, В.К. Портной [и др.]; под общ.ред. В.С. Золоторевского. - 2-е изд., испр. - М.: Изд. Дом МИСиС, 2014. - 528 с.

81. Вегера, И.И. Индукционная термообработка титановых сплавов / И.И. Вегера, А.И. Михлюк, В.Б. Демидович [Текст] // Титан. - 2018. - №1. -С. 41-46.

82. Лясоцкая, В.С. Полиморфное превращение - основа термоциклической обработки титановых сплавов [Текст] / В.С. Лясоцкая, С.И. Князева // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2000 -№4. - С.20-23.

83. Лясоцкая, В.С. Термоциклическая обработка титановых сплавов, основанная на полиморфном превращении [Текст] / В.С. Лясоцкая, С.И. Князева // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2009 - №1 -С. 9-13.

84. Земский, С.В. Некоторые вопросы диффузии при термоциклической обработке [Текст] / С.В. Земский, С.Ф. Забелин и А.С. Тихонов // Термоциклическая обработка металлических изделий: матер. конф.- Л., 1982 - С. 22-23.

85. Брокштейн, С.З. Полигонизация при ТЦО титановых сплавов:

тонкая структура и механические свойства [Текст] / С.З. Брокштейн, Н.П.

Зюлина, О.В. Маркович и др // Термоциклическая обработка металлических

199

материалов: Мат. к конф. - Л. Наука, 1982. - С. 166-169.

86. Николаев, Е.Н. Термическая обработка металлов токами высокой частоты [Текст] / Е.Н. Николаев, И.М. Коротин. М.: «Высшая школа», 1984. -208с.

87. Федюкин, В.К. Термоциклическая обработка металлов и деталей машин [Текст] / В.К. Федюкин, М.Е. Смагоринский. Л.: Машиностроение, 1989. - 255 с.

88. Илларионов, А.Г. Технологические и эксплуатационные свойства титановых сплавов [Текст] / А.Г. Илларионов, А.А. Попов. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2014. - 137 с.

89. Гонсеровский, Ф.Г. Семнадцатилетний опыт эксплуатации лопаток паровых турбин после ремонта с применением сварки [Текст] / Ф.Г. Гонсеровский // Теплоэнергетика. - 2000. - №4. - С.39.

90. Гонсеровский, Ф.Г. Технико-экономическое обоснование способа ремонта эрозионно-изношенных паротурбинных лопаток в условиях электростанций [Текст] / Ф.Г. Гонсеровский, В.М. Силевич // Тяжелое машиностроение. - 2001. - №9. - С. 21-22.

91. Сельский, С.В. Повышение эрозионной стойкости лопаток турбин закалкой с нагревом ТВЧ [Текст] / С.В. Сельский, Т.М. Сорокина // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2000. - № 4. - С. 2931.

92. Гонсеровский, Ф.Г. Долговечность паротурбинных рабочих лопаток с учетом ремонта в условиях электростанций [Текст] / Ф.Г. Гонсеровский, Ю.К. Петреня, В.М. Силевич // Электрические станции. -2000. - № 3. - С. 11-18.

93. Thisarticle, T. Welding Repair of Blade Steam Turbine By [Текст] / T. Thisarticle, E.S. Hashim, A Fadel, E. Al-Hassani // Advances in Natural and Applied Sciences. - 2016. - V.10. - P. 168-185.

94. Хромченко, Ф.А. Технология ремонта рабочих лопаток паровых

турбин Ч. 1. Ремонт методом нанесения высокохромистой наплавки [Текст] /

200

Ф.А. Хромченко, В.А. Лаппа, И.В. Федина [и др.] // Сварочное производство.

- 1998. - № 11. - С. 19-23.

95. Хромченко, Ф.А. Технология ремонта рабочих лопаток паровых турбин. Ч. 2. Ремонт комбинированным способом сварки и наплавки [Текст] / Ф.А. Хромченко, В.А. Лаппа, И.В. Федина [и др.] // Сварочное производство.

- 1999. - № 2. - С. 25-30.

96. Хромченко, Ф.А. Технология ремонта рабочих лопаток паровых турбин. Ч. 3. Усталостная прочность отремонтированных рабочих лопаток [Текст] / Ф.А. Хромченко, В.А. Лаппа, И.В. Федина [и др.] // Сварочное производство. - 1999. - № 4. - С. 6-7.

97. Патент на полезную модель № 38661 Российская Федерация, МПКВ23Н 7/26(2000.01). Устройство для электроискрового легирования с приводом от вращающегося ротора: 2004104850/22: заявл. 25.02.2004: опубл. 10.07.2004 [Текст] / А.В. Беляков, А.Н. Горбачев, В.И. Шапин, С.В. Вихрев. - 2004. - 7с.

98. Беляков, А.В. Опыт применения электроискровых технологических процессов при упрочнении и восстановлении деталей основного и вспомогательного оборудования тепловых электрических станций [Текст] / А.В. Беляков, О.Ю. Гурылев, В.И. Шапин, А.Н. Горбачев // Повышение надежности сварных соединений при монтаже и ремонте технологического оборудования в энергетике: Докл. 2-го науч. практ. семинара, 6-8 декабря 2005. - Киев, 2005.

99. СТО ВТИ 30.003-2004 Методические указания о порядке формирования эрозионностойких защитноупрочняющих покрытий на рабочих лопатках паровых турбин в процессе изготовления, эксплуатации и ремонта методом электроискрового легирования [Текст] / А.В. Беляков, В.Ф. Резинских, Е.А. Гринь и др. - М.: ОАО «ВТИ», 2004.

100. Патент на полезную модель № 52104 Российская Федерация,

МПК Б0Ш 5/28(2006.01). Рабочая лопатка с защитным покрытием для

влажно-паровой ступени паровой турбины: 2005121169/22: заявл.

201

07.07.2005: опубл: 10.03.2006 [Текст] / А.В. Беляков, В.Ф. Резинских, А.Н. Горбачев, О.Ю. Гурылев - 2005. - 20с.

101. Патент на полезную модель № 63451 Российская Федерация, МПК F01D 5/28(2006.01). Рабочая лопатка влажнопаровой ступени турбины с двухслойным эрозионностойким покрытием пера лопатки: 2007105170/22: заявл. 13.02.2007: опубл.27.05.2007 [Текст] / А.В. Беляков, А.Н. Горбачев, О.Ю. Гурылев, Ф.Ф. Сергеев и др. - 2007. - 3с.

102. Погребной, Н.А. Ремонт лопаток паровых турбин после эрозионного износа [Текст] / Н.А. Погребной, В.Ф. Зозуля, A.M. Бугаев, JI.H. Иванова, Е.М. Телешова // Технология и организация производства. - 1976. -№ 11. - С. 55-57.

103. Гонсеровский, Ф.Г. Об эффективности сварочных способов ремонта паротурбинных лопаток и упрочнения их входных кромок [Текст] / Ф.Г. Гонсеровский, Г.Л. Гурский // Сварочное производство. - 1993. - № 8. -С. 18-21.

104. Mann, B.S. HVOF coating and surface treatment for enhancing droplet erosion resistance of steam turbine blades [Текст] / B.S. Mann, A. Vivek // Wear. - 2003. - 254. - P. 652-667.

105. Машков, К.Ю. Сущность метода электроискрового легирования [Текст] / К.Ю. Машков, Д.Н. Коротаев, А.Е. Казанцева // Машиностроение и машиноведение. - 2007. - №2. - С. 94-95.

106. Верхотуров, А.Д. Формирование поверхностного слоя металлов при электроискровом легировании [Текст] / А.Д. Верхотуров. - Владивосток: Дальнаука, 1995. - 320с.

107. Бурумкулов, Ф.Х. Восстановление и упрочнение деталей электроискровым методом [Текст] / Ф.Х. Бурумкулов, Р.А. Латыпов, Л.М. Лельчук [и др.] // Сварочное производство. - 1998. - № 2. - С. 37-39.

108. Paul, S. Surface Coating. Science and Technology [Текст] / S. Paul. 2-ndEd. Chichester: Wileu, 1995. - 864p.

109. Кудряшов, А.Е. Новый класс электроискровых покрытий для

202

изделий из титановых сплавов, работающих в экстремальных условиях эксплуатации [Текст] / А.Е. Кудряшов, Е.А. Левашов, Н.В. Ветров [и др.] // Наноструктурированные материалы и функциональные покрытия. - 2008. -№3. - С. 34 - 45.

110. Подчерняева, И.А. Электроискровое и комплексное упрочнение поверхности титана [Текст] / И.А. Подчерняева, А.Д. Верхотуров, В.М. Панашенко и др. // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. - 2014. - №1. - С. 73-87.

111. Николенко, С.В. Поверхностная обработка титанового сплава ВТ-20 электроискровым легированием [Текст] / С.В. Николенко, А.Д. Верхотуров, С.В. Коваленко // Перспективные материалы. - 2002. - №3. - С. 13-19.

112. Budilov, V. Intermetallic Products Formed by Joint Cold Cathode Vacuum Arc Sputtering of Titanium and Aluminium [Текст] / V. Budilov, R. Kireev, Z. Kamalov // Materials Science and Engineering A. - 2004. - №6. -Р. 656-660.

113. Jamnapara, N.I. Microstructural Studies of Electrospark Deposited Aluminide Coatings 9Cr Cteels [Текст] / N.I. Jamnapara, S. Frangini, D.U. Avtani [et al.] //Surface Engineering. - 2012. - №28(9). - Р 700-704.

114. Frangini, S. Intermetallic FeAl Based Coatings Deposited by the Electrospark Technique: Corrosion Behavior in Molten (Li+K) Carbonate [Текст] / S. Frangini, A. Masci //Journal of Power Sources. - 2004. -V.184. - 31-39.

115. Heard, D.W. Development of a Nano-structure Microstructure in the Al-Ni System using the Electrospark Deposition Process [Текст] / D.W. Heard, M. Brochu // . J Mater Process Technol. 2010, 2010. - Р. 892-898.

116. Kolomeichenko, A.V. Investigation of finemet nanocrystalline alloy coating obtained by the electric spark method [Текст] / A.V. Kolomeichenko, I.S. Kuznetsov, A.Y. Izmaylov, R.Y. Solovyev, S.N. Sharifullin // International Journal of Nanotechnology. - 2018. - Т. 15. - № 4-5. - С. 380-387.

117. Kuznetsov, I.S. Process of mass transfer of amorphous alloys under

203

low-voltage electric spark treatment [Текст] / I.S. Kuznetsov, A.V. Kolomeichenko, V.Z. Pavlov // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. - 2017. - Т. 53. - № 4. - С. 333-338.

118. Kolomeichenko, A.V. Investigation of the thickness and microhardness of electrospark coatings of amorphous and nanocrystalline alloys [Текст] / A.V. Kolomeichenko, I.S. Kuznetsov, I.N. Kravchenko // Welding International. - 2015. - Т. 29. - № 10. - С. 823-825.

119. Коломейченко, А.В. Исследования толщины и микротвердости электроискровых покрытий из аморфных и нанокристаллических сплавов [Текст] / А.В. Коломейченко, И.С. Кузнецов, И.Н. Кравченко // Сварочное производство. - 2014. - № 10. - С. 36-39.

120. Химухин С.Н. Использование сплавов на основе NiAl для получения жаростойких покрытий / С.Н. Химухин, В.В. Гостищев, А.В. Меднева, Р. Хосен, Э.Х. Ри // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. - 2017. - Т. 1. - № 2 (30). - С. 82-89.

121. Kovacik J. Electro spark deposition of TIB2 layers on TI6AL4V alloy / J. Kovacik, P. Baksa, S. Emmer // Acta Metallurgica Slovaca. - 2016. - Vol. 22. -№1. - Р. 52-59 52

122. Михайлов, В.В. К вопросу электроискрового легирования титана и его сплавов [Текст] / В.В. Михайлов, К.А. Бачу, Е.А. Пасинковский, П.В. Перетятку // Электронная обработка материалов. - 2006. - № 3. - С. 106-111.

123. Верхотуров, А.Д. Износостойкость стали 45 после электроискрового легирования тугоплавкими металлами, карбидами и твердыми сплавами [Текст] / А.Д. Верхотуров, Е.А. Зайцев, В.В. Пополотай // Вестник машиностроения. - 1976. - № 7. - С. 49-51.

124. Михайлов, В.В. Электроискровое легирование титана и его сплавов, физико-технологические аспекты и возможность практического использования. Краткий обзор. Часть I. Особенности массопереноса,

структурные и фазовые превращения в поверхностных слоях, их износо- и

204

жаростойкость [Текст] / В.В. Михайлов, А.Е. Гитлевич, А.Д. Верхотуров [и др.] // Электронная обработка материалов. - 2013. - №49(5). - С. 21-44.

125. Левашов, Е.А. Процессы формирования и свойства электроискровых покрытий на титановой подложке, полученных с использованием нано- и микроструктурных электродов WC-Co [Текст] / Е.А. Левашов, Е.И. Замулаева, А.Е. Кудряшов [и др.] // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. - 2006. - № 5. - С. 109-118.

126. ИаБсаЛк, A. Electrical discharge machining of titanium alloy (Ti-6A1-4V) [Текст] / A. Hasсalik, U. Qayda§ // Applied Surface Science. - 2007. -V.253 (22). - P. 9007- 9016.

127. Красновский, С.Я. Разработка технологии повышения износостойкости рабочих лопаток последних ступеней паровых турбин методом электроискрового легирования [Текст] / С.Я. Красновский // Вестник ИГЭУ. - 2009. - №2. - С. 1-3.

128. Верхотуров, А.Д. Повышение жаростойкости титана электроискровым легированием [Текст] / А.Д. Верхотуров // Защита металлов. - 1993. - Т. 29. - № 3. - С. 505 - 508.

129. Yongan, G. Liquid drop spreading on solid surface sat low impact speeds [Текст] / G. Yongan, L. Dongqing // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. - V.163. - Is. 2-3. - P. 239-245.

130. Stanisa, B. Estimated life of eroded rotor blades of large-capacity turbines [Текст] / B. Stanisa // Elektroprivreda. - 1987. - V.40. - №.9-10. -P.357-64.

131. Ahmad, M. Experimental assessment of droplet impact erosion resistance of steam turbine blade materials [Текст] / M. Ahmad, M. Casey, N. Surken // Wear. - 2009. - V.267. - Is.9-10. - P.1605-1618.

132. Misra, L.N. Emergency steam turbine rotor repair [Текст] / L.N. Misra // Hydrocarbon Processing. - 1991. -V.70. - № 5. - P.126-127.

133. Makansi, J. Upgrading steam and gas turbines: overcoming today's

operating constraints [Текст] / J. Makansi // Power. - 1985. - V.129. - No.3. -

205

P.1-16.

134. Experiences with weld repair of low pressure steam turbine rotors [Текст] / Clark, R.E.; Schmerling, J.M.; Amos, D.R.; Kramer, L.D. // Proceedings of the American Power Conference. - Chicago, IL, USA: Illinois Inst. Technol., 1985. - P. 213-218.

135. Rauszer, A. Welding of damaged steam turbine blades [Текст] / A.Rauszer, K. Wojczyk // Energetyka. - 1980. - V.34, - No.8. - P. 315-317.

136. Koch, G.F. Salvage and life extension of eroded and cracked 43-in. last stage steam turbine blades [Текст] / G.F. Koch, M.J. Jirinec, J.C. Hendelman // American Society of Mechanical Engineers, Power Division (Publication) PWR, v 10, Advances in Steam Turbine Technology for Power Generation, 1990. - P. 99104.

137. Горынин, И.В. Титан в машиностроении [Текст] / И.В. Горынин, Б.Б. Чечулин. М.: Машиностроение, 1990. - 400 с.

138. Jaffee, R.S. Production and Properties of Bi-modal Ti-6Al-4V Blades for steam Turbine Application [Текст] / R.S. Jaffee, G.Lutjering, T.M. Rust // Titanium - Science and Technology / Deutsche Gesellschaft für Materiakunde. -1985. - Р. 1081-1088.

139. Скотникова, М.А. Исследование рабочих лопаток турбин большой мощности с учетом структурно-фазовых превращений в металле штамповок из титанового сплава ВТ6 [Текст] / М.А. Скотникова, Т.А. Чижик, А.С. Лисянский [ и др.] // Металлообработка. - 2009. - №6. - С. 28-33.

140. Цыбулина И.Н., Исследование структуры и свойств металла прутков и штампованных заготовок лопаток из сплава ВТ6 [Текст] / И.Н. Цыбулина, Г.А. Туляков, В.А. Упорова // Материаловедение и термическая обработка металлов. - 1996. - №1. - С. 35-37.

141. Исследование титанового сплава ВТ6 с КП90 для рабочих лопаток последней ступени ЦНД длиной 1200, 1500 мм: отчёт о НИР [Текст] / НПО ЦНИИТМАШ; рук. работы Упорова В.А. М., - 1993.

142. Shan, T. Titanium alloy Ti-6A1-4V, a metal used for the fabrication of

206

turbine blades [Текст] / T. Shan, B. Sun; J. Mao // Reneng Dongli Gongcheng -Journal of Engineering for Thermal Energy and Power. - 2000 - V. 15. - N. 3. - P. 317-319, 331.

143. Колачев, Б.А. Механические свойства титана и его сплавов [Текст] / Б. А. Колачев, В. А. Ливанов, А.А. Буханова. - М.: Металлургия, 1974. - 544 с.

144. Солонина, О.П. Жаропрочные титановые сплавы [Текст] / О.П. Солонина, С. Г. Глазунов. М.: Металлургия, 1976. - 448 с.

145. Wang, L. Severe-to-mild wear transition of titanium alloys as a function of temperature [Текст] / L. Wang, Q.Y. Zhang, X.X. Li, X.H. Cui, S.Q. Wang // Tribology Letters - 2014. -V. 53(3). - P. 511-520.

146. Cui, X.H. Wear characteristics of Ti-6Al-4V alloy at 20-400°C [Текст] / X.H. Cui, Y.S. Mao, M.X. Wei, S.Q. Wang // Tribology Transactions. -2012. - V. 55(2). - P. 185-190.

147. Каталог товаров МетПромStar. - URL : https : //kursk. mpstar.ru/titan-splavy/ot4/(дата обращения 19.11.2019).

148. Гадалов, В.Н. Цифровая обработка изображений металлографических микроструктур в среде Ма1Ьав. Методика [Текст] / В.Н. Гадалов, О.В. Башков, И.В. Ворначева [и др.] // Евразийский союз ученых. -2015. - № 12-5 (21). - С. 43-46.

149. Voort, V. Metallography and microstructures : ASM Handbook [Text] : Vol. 09 / F. George, V. Voort. - ASM International, - 2004. - 1184 р.

150. Миркин, Л.И. Рентгеноструктурный контроль машиностроительных материалов [Текст] / Л.И. Миркин. - М.: Машиностроение, 1981. - 134 с.

151. Гадалов, В.Н. Методика исследований внутренних напряжений в покрытиях по методу М.М. Северина [Текст] / В.Н. Гадалов // Материалы и упрочняющие технологии. Курск: КГТУ. 2009. - Ч. 1. - С. 103-109.

152. Годерзиан, К.К. Внутренние напряжения в металлах и сплавах,

методы их измерения и устранения [Текст] / К.К. Годерзиан. - М.:

207

Экономиздат, 1962. - 94с.

153. Будиновский, С.А. Применение аналитической модели определения упругих напряжений в многослойной системе при решении задач по созданию высокотемпературных жаростойких покрытий для рабочих лопаток авиационных турбин [Текст] / С.А. Будиновский, Е.Н. Каблов, С.А. Мубояджян // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия «Машиностроение». - 2011. - №2. - С.26-37.

154. Табенкин, А.Н., Тарасов С.Б., Степанов С.Н. Шероховатость, волнистость, профиль. Международный опыт [Текст] / Под ред. канд.техн. наук Н.А. Табачниковой. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та. 2007. - 136с.

155. Малышкин, Д.А. Комплексный подход к вопросу формирования параметров шероховатости пространственно-сложных деталей машин [Текст] / Д.А. Малышкин, А.А. Клепцов // Вестник Кузбасского государственного технического университета. - 2014. - №3. - С. 69-72.

156. Хусу, А.П. Шероховатость поверхностей (теоретико-вероятностный подход) [Текст] / А.П. Хусу, Ю.Р. Витенберг, В.А. Пальмов // М.: Наука. 1975. - 344с.

157. ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики: дата введения 01.01.1975 / Федеральное агентство по техническому регулированию. - Изд. Официальное. - Москва: Стандартинфом, 2006. - 7с.

158. Гадалов, В.Н. Использование потенциометрического метода с применением пакетов математических программ для исследования количественного состава вещества [Текст] / В.Н. Гадалов, И.В. Ворначева, А.В. Филонович [и др.] // Высокие технологии, наука и образование: актуальные вопросы, достижения и инновации: Сб. науч. тр. межд. науч.-практ. конф. - Пенза, 2018. - С. 95-98.

159. Пружанский Л.Ю. Методика оценки ударной вязкости твердых износостойких материалов на малых образцах [Текст] / Л.Ю. Пружанский //

Износ и антифрикционные свойства материалов. - М.: Наука, 1968. - С. 106 -

208

160. Новик, Ф.С. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов [Текст] / Ф.С. Новик, Я.Б. Арсов. -М.: Машиностроение; София: Техника, 1980. - 304 с.

161. Горяинов, В.Б. Математическая статистика [Текст] / В.Б. Горяинов, И.В. Павлов, Г.М. Цветкова // М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. - 424 с.

162. Ворначева, И.В. Термическая обработка лопаток из титанового сплава ВТ20 по нестационарным режимам [Текст] / И.В. Ворначева, А.В. Филонович, Р.Ю. Ерохин [и др.] // Передовые инновационные разработки. Перспективы и опыт использования, проблемы внедрения в производство: Сб. науч. тр. 6 межд. науч. конф. - Казань, 2019. - С. 24-25.

163. Gadalov, V.N. Production and heat treatment of Ti6-Al5.5-V-1.8Snpowder titanium alloy [Текст] / V.N. Gadalov, S.G. Emel'yanov, A.V. Filonovich, I.V. Vornacheva [et all] // Russian Engineering Research. - 2018. - Т. 38. - №3. - С. 189-192.

164. Гадалов В.Н. Влияние термообработки на структуру и механические свойства сплава Ti-6Al-6V-2Sn [Текст] / В.Н. Гадалов, А.В. Филонович, С.В. Ковалев, А.В. Абакумов, И.В. Ворначева [и др] // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. - 2016. - №3(20). - С. 37-42.

165. Gadalov V.N. Production and heat treatment of TI6-AL5. 5-V- 1.8SN powder titanium alloy / V.N. Gadalov, S.G. Emelyanov, A.V. Filonovich, I.V. Vornacheva, I.A. Makarova // Russian Engineering Research. - 2018. - Т. 38. - № 3. - С. 189-192.

166. Хорев А.И. Термическая, термомеханическая обработка и текстурное упрочнение свариваемых титановых сплавов [Текст] / Хорев А.И. // Сварочное производство. - 2012. №10. - С. 11-20.

167. Гадалов, В.Н. Повышение износостойкости порошковых

титановых сплавов выбором состава легирующих элементов [Текст] / В.Н.

209

Гадалов, С.В. Ковалев, И.В. Ворначева [и др.] // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2017. - № 5 (149). - С. 195-197.

168. Ворначева, И.В. Влияние режимов ТЦО на эксплуатационные свойства сплава ВТ20 и ОТ4 [Текст] / И.В. Ворначева, В.Н. Гадалов, С.М. Грабчук [и др.] // Поколение будущего: Взгляд молодых ученых-2019: Сб. тр. 8-й междунар. молодеж. науч. конф. - Курск, 2019. - Том 5. - С. 96-99.

169. Ворначева, И.В. Термическая обработка лопаток из титанового сплава ВТ20 по нестационарным режимам [Текст] / И.В. Ворначева, А.В. Филонович, Р.Ю. Ерохин [и др.] // Передовые инновационные разработки. Перспективы и опыт использования, проблемы внедрения в производство: Сб. науч. тр. 6 междунар. науч. конф. - Казань, 2019. - С. 24-25.

170. Крушенко, Г.Г. Повышение механических свойств сплавов с помощью термоциклирования [Текст] / Г.Г. Крушенко // Решетневские чтения. -2011. - Т.1. - С. 338-340.

171. Князева С.И. Повышение комплекса механических свойств полуфабрикатов и сварных соединений из титановых сплавов ВТ23 И ВТ22 путем термоциклической обработки [Текст]: дисс. канд. техн. наук: 05.16.01: защищена 19.09.1996 / С.И. Князева. - Москва, 1996. - 145с.

172. Бокштейн, С.З. Термоциклическая обработка - резерв повышения служебных свойств титановых сплавов [Текст] / Бокштейн С.З., Зюлина Н.П., Маркович О.В. // Авиационная промышленность. - 1989. - № 8. - С. 62-65.

173. Лясоцкая, В.С. Особенности термоциклической обработки титановых сплавов [Текст] / Лясоцкая В.С., Равдоникас Н.Ю., Лебедев И.А. // Металловедение и термическая обработка металлов. - 1985. - № 12. - С. 4145.

174. Bo, H. Microstructure and thermal cycling behavior of thermal barrier coating on near-a titanium alloy [Текст] / H. Bo, L. Fei, Z. Hong, D. Yongbing // Journal of Coatings Technology and Research. -2007. - №4. - С. 335 - 340.

175. Скотникова, М.А. Высокотемпературный распад твердых

растворов при полиморфном a-^ß превращении деформированных сплавов

210

титана [Текст] / М.А. Скотникова, Е.В. Миронова, Н.А. Крылов, А.В. Соколов // Научно-технические ведомости Санкт-Перербургского государственного политехнического университета. - 2013. - №1. - С. 138145.

176. Ворначева, И.В. Влияние режимов ТЦО на эксплуатационные свойства сплава ВТ20 и ОТ4 [Текст] / И.В. Ворначева, В.Н. Гадалов, С.М. Грабчук [и др.] // Поколение будущего: Взгляд молодых ученых-2019: Сб. тр. 8-й междунар. молодеж. науч. конф. - Курск, 2019. - Том 5. - С. 96-99.

177. Скотникова, М.А. Особенности строения материала лопаток паровых турбин из титанового (a+ß) сплава ВТ6 с бимодальной структурой [Текст] / М.А. Скотникова, А.А. Ланина // Металлообработка. - 2009. - №4. -С.53-54.

178. Скотникова, М.А. Использование титановых сплавов в качестве материала лопаток паровых турбин [Текст] / Скотникова М.А., Чижик Т.А., Цыбулина И.Н., Ланина А.А., Крылов Н.А., Казачкова Ж.С. // Вопросы материаловедения. - 2007. - № 3 (51). - С. 61-70.

179. Ворначева, И.В. Влияние термической обработки по нестационарным режимам на структуру псевдо-а-титановых сплавов для лопаток паровых турбин / И.В. Ворначева // Заготовительные производства в машиностроении. - 2020. - №6. - С. 283-286.

180. Гадалов, В.Н. Применение эффекта сверхпластичности при диффузной сварке конструкций из титановых и алюминиевых сплавов [Текст] / Гадалов В.Н., Гвоздев А.Е., Стариков Н.Е., Калинин А.А., Ворначева И.В. [и др.] // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2017. - № - 11-2. - С. 164-170.

181. Гадалов, В.Н. Влияние термоциклирования на выбор скоростей сверхпластического течения титановых сплавов [Текст] / Гадалов В.Н., Ворначева И.В., Филонович А.В., Чернышев А.С. // Наукоемкие технологии в машиностроении. - 2019. - №10(100). - С. 19-25.

182. Гадалов, В.Н. Исследование влияния термоциклической

211

обработки на спеченные псевдо-а-титановые сплавы [Текст] / В.Н. Гадалов, С.В. Сафонов, И.В. Ворначева [и др.] // Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты: Сб. матер. XXXIV междунар. науч.-практ. конф. - Новосибирск, 2017. - С. 78-83.

183. Верхотуров А.Д. Обобщенная модель процесса электроискрового легирования [Текст] / А.Д. Верхотуров // Электрофизические и электрохимические методы обработки. - 1983. - №1. - С. 12-16.

184. Гадалов, В.Н. Описание процесса электроискрового легирования (Обобщенная модель) [Текст] / В.Н. Гадалов, А.В. Филонович, В.В. Шкатов, О.А. Тураева, И.В. Ворначева [и др.] // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. - 2016. -№4(21). - С. 58-66.

185. Гадалов В.Н. Исследование кинетики процесса формирования локальным электроискровым нанесением покрытия, его структуры и фазового состава на спеченном сплаве ОТ4, полученном из отходов металлообработки / В.Н. Гадалов, О.В. Винокуров, О.А. Бредиина, Ю.В. Скрипкина // упрочняющие технологии и покрытия. - 2016. - №3. - С. 15-18.

186. Гадалов, В.Н. Исследование кинетики процесса формирования упрочненного поверхностного слоя, его структуры и фазового состава на спеченном сплаве ОТ4, полученного методом электроэрозионного диспергирования с локальным электроискровым нанесением покрытия [Текст] / В.Н. Гадалов, И.В. Ворначева, А.Н. Горлов [и др.] // Перспективное развитие науки, техники и технологий: Сб. науч. тр. VII-ой междунар. науч.-практ. конф. - Курск, 2017. - С. 63-66.

187. Гадалов В.Н. Исследование кинетики процесса формирования упрочненного поверхностного слоя, его структуры и фазового состава на спеченном сплаве ОТ4, полученного методом электроэрозионного диспергирования с локальным электроискровым нанесением покрытия / В.Н. Гадалов, Е.А. Филатов, А.Е. Гвоздев, Н.Е. Стариков, И.А. Макарова, И.В.

Ворначева // Известия Тульского государственного университета.

212

Технические науки. 2017. № 11-2. С. 153-163.

188. Ворначева, И.В. Вопросы оптимизации технологического процесса нанесения экологических электроакустических покрытий, их структура и свойства [Текст] / И.В. Ворначева, В.Н. Гадалов, А.В. Филонович [и др] // Молодежь и XXI век - 2017: Сб. науч. тр. VII междунар. молодеж. науч. конф. - Курск, 2017. - С. 78-82.

189. Гадалов, В.Н. Комбинированная электрофизическая обработка порошковых титановых сплавов [Текст] / В.Н. Гадалов, А.В. Филонович, И.В. Ворначева [и др.] // Лазеры в науке, технике, медицине: Сб. науч. тр. -Туапсе, 2016. - С. 45-49.

190. Gadalov, V.N. Burnishing with wear-resistant mineral-ceramic and hard-alloy indenters [Текст] / V.N. Gadalov, D.N. Romanenko, I.V. Vornacheva [et all] // Russian Engineering Research. - 2016. - Т. 36. - № 9. - Р. 731-734.

191. Гадалов, В.Н. Изучение свойств электроискровых покрытий на титановых сплавах при упрочнении лопаток паровых турбин [Текст] / В.Н. Гадалов, И.В. Ворначева, А.В. Филонович [и др.] // Поколение будущего: Взгляд молодых ученых - 2019: Сб. науч. тр. 8-й междунар. молодеж. науч. конф.- Курск, 2019. - Т. 5. - С. 100-103.

192. Гадалов, В.Н. Повышение эксплуатационных характеристик титановых сплавов [Текст] / В.Н. Гадалов, Д.Н. Романенко, И.В. Ворначева [и др.] // Deutschland, Saarbrucken: LAP Lambert Academic Publishing, 2017. -137с.

193. Гадалов В.Н. Изучение порошков на основе титана и никеля. Повышение эксплуатационных характеристик титановых сплавов: монография / В.Н. Гадалов, А.В. Филонович, И.В. Ворначева [и др.] // Курск: Изд-во ЗАО «Университетская книга», 2018. - 121 с.

194. Гадалов, В.Н. Модернизация процесса технологии электроискрового легирования [Текст] / В.Н. Гадалов, И.В. Ворначева, И.А. Макарова [и др.] // Ремонт. Восстановление. Модернизация. - 2019. - № 5. -

С. 41-48.

195. Заявка 2020115586 Российская Федерация, МПК В23Н 9/00. Способ электроискрового легирования лопаток из титановых сплавов паровых турбин ТЭЦ и АЭС / И.В. Ворначева, М.А. Муратов (РФ); заявитель ФГБОУ ВО ЮЗГУ; № 2020115586; заявл. 09.05.2020; приоритет 09.05.2020.

196. Выбойщиков, Ф.П. Исследование процесса нагрева титановых слитков в индукционных печах и разработка режимов работы, исключающих внутреннее расплавление металла: диссертация кандидата технических наук: 05.00.00 / Ф.П. Выбойщиков. - Москва, 1971. - 184 с.

Планирование эксперимента по упрочнению титановых лопаток паровых турбин электроискровым легированием Планирование эксперимента по методике рототабельного планирования второго порядка для трех факторов. Факторы:

XI - удельное время нанесения покрытия туд, мин/см2;

Х2 - сила тока I, А;

х3 - емкость разряда С, мкФ.

Критерии оптимизации:

У1 - толщина покрытия, мкм;

Уп - относительная износостойкость покрытия, усл. ед. Относительная износостойкость подсчитывалась как отношение износа эталона (сплава ВТ20) к износу покрытия.

Условия варьирования независимых факторов представлены в таблице П.1.1, матрица планирования эксперимента - в таблице П.1.2, результаты

расчета коэффициентов регрессии - в таблице П.1.3 и П.1.4. Таблица П.1.1 - Условия варьирования факторов

Факторы Уровни варьирования Интервал варьирования

-1,68 -1 0 +1 +1,68

х1 (Туд) 0,2 0,5 1,0 1,5 1,8 0,5мин/см2

х2 (I) 2 3 5 7 8 2А

хз (С) 0,1 0,2 0,5 0,8 1,0 0,36мкФ

Таблица П.1.2 - Планирование эксперимента

№ опыта Матрица планирования Рабочая матрица Толщина покрытия У1, мкм Относительная износостойкость, Уп

Х1 Х2 хз туд мин/см2 I, А с, мкФ Уьфакт У 1расч Упфакт У Прасч

1 + + + 1,5 7 0,8 82 85,48 8,18 7,87

2 + + - 1,5 7 0,2 84 85,48 8,33 7,87

3 + - + 1,5 3 0,8 75 71,86 6,33 5,19

4 + - - 1,5 3 0,2 72 71,86 4,96 5,19

5 - + + 0,5 7 0,8 69 65,21 3,03 2,59

6 - + - 0,5 7 0,2 63 65,21 2,27 2,59

7 - - + 0,5 3 0,8 51 51,59 0,87 0,67

8 - - - 0,5 3 0,2 48 51,59 0,73 0,67

9 -1,68 0 0 0,2 5 0,5 62 61,49 2,13 0,09

10 +1,68 0 0 1,8 5 0,5 95 95,55 9,60 10,31

11 0 -1,68 0 1,0 2 0,5 47 51,62 0,53 0,98

12 0 +1,68 0 1,0 8 0,5 72 74,49 4,60 4,85

13 0 0 -1,68 1,0 5 0,1 66 63,05 2,93 2,85

14 0 0 +1,68 1,0 5 1,0 62 63,05 2,06 2,85

15 0 0 0 1,0 5 0,5 62 63,05 2,79 2,46

16 0 0 0 1,0 5 0,5 64 63,05 2,10 2,46

17 0 0 0 1,0 5 0,5 66 63,05 2,82 2,46

18 0 0 0 1,0 5 0,5 62 63,05 2,76 2,46

19 0 0 0 1,0 5 0,5 60 63,05 2,06 2,46

20 0 0 0 1,0 5 0,5 63 63,05 2,14 2,46

Таблица П.1.3 - Расчет коэффициентов регрессии для толщины

покрытия

Обозначение коэффициента Значение коэффициента Доверительный интервал Примечание

Ь0 63,0541 1,9301

Ь1 10,1338 1,2826

Ь2 6,8076 1,2826

Ь3 0,1669 1,2826 Незначим

Ь12 -1,6250 1,6754

Ь13 -0,8750 1,6754 Незначим

Ь23 -0,3750 1,6754 Незначим

Ь11 -5,4801 1,2447

Ь22 -1,2231 1,2447

Ь33 0,3645 1,2447 Незначим

Ррасч=3,140; Ртабл=5,05;Етабл>Ррасч - уравнение адекватно У1=63,05+10,13x1+6,81x2-1,62Х1Х2-5,48Х12-1,22х22

Таблица П.1.4 - Расчет коэффициентов регрессии для относительной

износостойкости покрытия

Обозначение коэффициента Значение коэффициента Доверительный интервал Примечание

Ь0 2,4598 0,1784

Ь1 2,4485 0,1186

Ь2 1,1535 0,1186

Ь3 0,0482 0,1186 Незначим

Ь12 0,1900 0,1549

Ьх3 0,0400 0,1549 Незначим

Ь23 -0,1125 0,1549 Незначим

Ь11 1,3256 0,1551

Ь22 -0,1614 0,1551

Ь33 0,1067 0,1551 Незначим

Ррасч=4,71; Ртабл=5,05;Етабл>Ррасч - уравнение адекватно Ун=2,46+2,44x1+1,15x2+0,19x1x2+1,32х12-0,16х22

Утверждаю

АКТ

о внедрении результатов диссертации Ворначевой Ирины Валерьевны в учебный процесс кафедры технологии материалов и транспорта ФГБОУ ВО "Юго-Западный государственный университет"

Мы, нижеподписавшиеся, подтверждаем, что основные научные положения, выводы и рекомендации кандидатской диссертации Ворначевой Ирины Валерьевны на тему: "Упрочнение псевдо-альфа-титановых сплавов для рабочих лопаток паровых турбин повышенной мощности методами термоциклирования и электроискрового легирования" внедрены в учебный процесс кафедры технологии материалов и транспорта при изучении дисциплины "Теория и технология новых материалов", читаемой аспирантам по направлению подготовки 22.06.01 "Технологии материалов" направленность "Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов".

Заведующий кафедрой технологии материалов и транспорта

Декан

механико-технологического факультета

И.П.Емельянов

Начальник учебно-методического управления

I

В.В. Протасов