Разрушение лопаток газовых турбин при теплосмеках в газовом потоке, содержащем соли морской воды

Характерным является и то, что наиболее напряженные и нагретые участки испытывают активные воздействия сред, приводящие к сложным физико-химическим процессам горячей коррозии, диффузии, избирательного окисления легирующих элементов вблизи поверхностных слоев, изменения структуры материала, сопровождающегося изменением механических свойств поверхностных слоев и сердцевины материала. На некоторых режимах термического нагружения с невысокими значениями действующих термических напряжений основной материал лопатки может благодаря процессам старения упрочняться. В других случаях наблюдается снижение механических характеристик материала. Так, испытания образцов, изготовленных из сплава ЭИ868, показали, что пределы прочности и текучести после 40-часовой наработки (9600 цикл.) снизились приблизительно на 5-10%. Предварительную наработку цилиндрические образцы из сплавов ЭИ868, ЭИ826 и ЭИ437БВД диаметром 8 мм получали в газовом потоке при теплосменах с частотой 4 цикла в минуту на режиме 740 ± 910° С в потоке без солей морской воды и с содержанием их 1 мг/м3 воздуха.

Часть новых цилиндрических образцов выдерживалась в электропечи при постоянной температуре 850° С. На цилиндрических образцах, прошедших наработку на газодинамическом стенде, и образцах, выдержанных в электропечи, остаточные характеристики прочности определялись по стандартным методикам. Результаты испытаний образцов при теплосменах в газовом потоке свидетельствуют, что для сплава ЭИ826 через 170 ч снижение значений составило 9 и 20%, для сплава ЭИ437БВД за время, вдвое меньшее, — 9 и 36%, а для сплава ЭИ868 — 5-10%. Из приведенных выше результатов следует, что в процессе воздействия теплосмен могут существенно (в полтора и более раза) изменяться остаточные механические характеристики материалов, и это изменение происходит уже в течение первых десятков или сотен часов. Химический состав сплава, тепловой режим испытаний и в значительной степени состав среды оказывают весьма существенное влияние на изменение механических свойств, сплавов. Наблюдаемые явления, по-видимому, могут быть объяснены как структурными изменениями в материале, так и диффузионными процессами.