Образование окислов по границам зерен

Образование окислов по границам зерен и внутри микротрещин и трещин создает дополнительные расклинивающие напряжения. В полуцикле охлаждения, когда в кромках лопаток действуют растягивающие термические напряжения, трещина раскрывается, что облегчает проникновение агрессивной среды к вершине трещины. В полуцикле нагрева, когда кромки нагружены сжимающими термическими напряжениями, возникают дополнительные напряжения вследствие того, что внедрившиеся в трещину продукты коррозии препятствуют смыканию границ трещины. Таким образом, вблизи поверхности, кроме термических напряжений первого рода, возникают напряжения второго рода за счет различия в коэффициентах теплового расширения и модулей упругости между окалиной и матрицей сплава, а также дополнительные расклинивающие напряжения по границам зерен и внутри трещин. Все приведенные данные позволяют сделать заключение о том, что процесс разрушения лопаток газовых турбин нельзя рассматривать только как процесс механический и при оценке долговечности нельзя ориентироваться только на данные — малоцикловой либо термической усталости цилиндрических образцов.

В связи со сложностью процессов, протекающих в металле лопатки при воздействии на них циклических теплосмен в газовом потоке, содержащем агрессивные компоненты, наиболее достоверным способом оценки долговечности конструктивных элементов горячей части ГТД является испытание их в условиях, моделирующих реальные условия эксплуатации. С целью установления закономерностей влияния солей морской воды на сопротивляемость лопаток циклическим теплосменам были проведены испытания сопловых лопаток, изготовленных из сплава ЭИ868, на трех режимах термического нагружения (1050 700° С; 1050 600° С; 1050 500° С) с вводом солей морской воды в газовый поток в концентрации 1,0; 5,0 и 10,0 мг/м3 воздуха и без солей в газовом потоке. Анализ полученных результатов свидетельствует, что сопротивляемость лопаток действию теплосмен в значительной степени определяется уровнями термической нагруженности и концентрации солей морской воды в газовом потоке.