Ремонт фильтров

­Для обеспечения питания двиrателей топливом фильтры, как пра­

вило, снабжены перепускными клапанами, которые автоматически сра-

батывают при достижении заданноrо перепада давлений на фильтрую-

щем элементе в случае ero засорения или обмерзания и сохраняют He­

обходимый расход топлива.

При рабочем давлении 0, 3 МПа клапан срабатывает при перепаде

давления 4­0 кПа, а при рабочем давлении до 0, 6 МПа клапан cpa­

батывает при перепаде давления 7­90 кПа. Фильтрующие элементы

изrотовляют из сетки Ссетчатые), проволоки ещелевые) и бумаrи Стабл.

6.8). Материал сетки ­ латунная или никелевая проволока.

­ Сетчатые фильтрующие элементы выполняют в виде каркасов,

имеющих в сечении цилиндрическую форму, а также в виде тарельча­

тых перфорированных дисков. Бумажные фильтрующие элементы из­

rотовляют из бумаrи АФБ-I5, пропитанной спиртовым раствором ба-

келитовоrо лака. Для увеличения площади поверхности бумаrа rофри-

рована и поддерживается металлическим каркасом. Подбор фильтра

выполняют по ero rидравлическому сопротивлению.

Фильтры ремонтируют в случае прорыва фильтрующеrо элемента.

В качестве примера ниже приведен порядок ремонта дроссельноrо па-

кета и дросселя топлива [16]. При обнаружении дефекта сеток дpoc­

сельные пакеты, так же как и фильтры, разбирают. Корпуса с фильт-

рующей и каркасной сетками помещают в ванну со щелочным раство-

ром. Состав раствора, r/дм 3: едкий натр ­ 55­700, азотнокислый Ha­

трий ­ 15­300. Сетки выдерживают в растворе при температуре

1400 С до полноrо растворения припоя.

Затем фильтры промывают сначала в rорячей, а затем в холодной

воде, снимают с них сетки, после чеrо корпуса электрополируют в те-

чение 1 ­2 мин при температуре электролита 7­900 С. Плотность

тока при электрополировке ­ 20­0 А/см 2, напряжение ­ 80 В.

Пайка новых сеток осуществляется следующим образом. По шаб-

лону вырезаются фильтрующие каркасные сетки. Места пайки на кор-

пусах лудят припоем пер 2, 5 с применением флюса ФИМ Ссостав

флюса, см 3: этиловый спирт ­ 175, дистиллированная вода ­ 135, ор-

тофосфорная кислота ­ 20).

Затем на каркас накладывают каркасную и фильтрующую сетки

и осуществляют их пайку. После пайки контролируются ширина шва

на сетке по образующей цилиндра и качество пайки. Окончательное

качество фильтров проверяется их проливкой.

Одной из очень важных проблем при ремонте является восстанов-

ление фильтрующей способности фильтров. Для этой цели применяет-

ся маrнитострикционный принцип очистки, при котором фильтры по-

мещают в ванну, наполненную специальным раствором Ссм. 9 6.3).

Маrнитострикционные преобразователи rенерируют в жидкости ульт-

развуковые волны, которые, взаимодействуя с заrpязненными фильт-

рующими элементами, производят их очистку. Такие установки приме­

нительно к очистке авиационных фильтров имеют ряд недостатков.

Они запитываются от силовой трехфазной сети 380 В и потребляют

в зависимости от модели от 1, 5 до 15 кВт. Кроме Toro, для мноrих из

них требуется проточная охлаждающая жидкость.

В последнее время для очистки авиационных фильтров стали при-

менять установки, в которых вместо маrнитных ультразвуковых излу-

чателей применены пьезоэлектрические, обладающие целым рядом

преимуществ. Новые установки на порядок дешевле, потребляют мень-

ше электроэнерrии С 1 O­OO Вт), не требуют охлаждающей жидко-

сти, запитываются от бортовой однофазной сети 220 В, а портативные

модели ­ также и от бортовой сети 27 В. К настоящему времени

в аэропорту «Шереметьево» очищено 1 50 тыс. фильтров, причем досроч-

Horo съема фильтров с самолетов и двиrателей из-за некачественной

очистки не было.

Портативные модели позволяют, используя имеющиеся на борту

жидкости Скеросин или АМП и питание установки от бортовой сети,

ПРОМЫТЬ фильтры в полевых условиях.

19. Применение восстановительной

термообработки при ремонте лопаток

­в материале лопаток в процессе эксплуатации под влиянием вы-

соких температур и приложенных напряжений накапливаются

структурные изменения, приводящие к снижению их несущей спо­

собности.

Некоторые изменения структуры, возникающие при эксплуатации

двиrателя, являются обратимыми и MoryT быть устранены термической

обработкой. Термической обработкой удается, например, восстановить

морфолоrию rамма-штрих фазы, уменьшить плотность накопленных

дислокаций, «залечить» субмикропоры.

Она характеризуется резко выраженной дисперсностью rамма-штрих фазы,

а также ее повторным вьщелением.

Необходимость применения восстановительной термообработки

при ремонте лопаток определяется по структурному состоянию мате-

риала, которое оценивается электронно­микроскопическим методом,

и механическими свойствами материала после наработки лопаток в со-

ставе двиrателя.

Восстановительная термообработка малоэффективна в случае кри-

тической плотности дислокаций 7. 1 09 CM­2, при которой начинается

зарождение микротрещин по rpаницам зерен. Такую плотность дисло­

каций следует считать структурным критерием предразрушения спла-

ва, поэтому эффективное восстановление структуры возможно до мо-

мента появления плотности дислокаций 7. 109 CM­2.

Термообработка обеспечивает восстановление структуры и свойств

сплава и увеличивает назначенный ресурс двиrателя в 1, 5­2 раза. На

рис. 6.30, д пред ставлена структура сплава после восстановительной

термообработки.

­ Режимы восстановительной термообработки подбираются опытным

путем для KOHKpeтHoro изделия. Оценкой правильности выбранноrо

режима является соответствие механических свойств и циклических

усталостных испытаний техническим требованиям.

Восстановительная термообработка проводится в вакуумных печах

при остаточном давлении не более 1. 10--4 мм рт. ст. И скорости охлаж-

дения не менее 400 С/мин.

­

Восстановление контактных поверхностей бандажных полок рабочих лопаток

дуzовой напайкой в вакууме

­ Однако из-за высоких вибрационных и контактных напряжений,

а также относительно низкой окалиностойкости этих сплавов в местах

соприкасания бандажных полок между собой происходит интенсивный

износ их контактных поверхностей. Это сокращает ресурс работы ло-

паток до нескольких сотен часов, хотя замок, перо и полка еще при-

rодны к длительной эксплуатации.

Поэтому повышение износостойкости контактных поверхностей

бандажных полок лопаток rтд и восстановление изношенных лопаток

является весьма актуальной и одновременно сложной задачей в основ-

ном из-за металлурrических особенностей сплавов типа ЖС6У

и ЖС6К, которые относятся к классу несвариваемых материалов.

При изыскании способов упрочнения и восстановления контактных

поверхностей полок лопаток в различных НИИ и на ряде предприятий

отрасли авиационной промышленности были опробованы детонацион-

ный и электроискровой методы, сварка электронным лучом, пайка

в печах с общим HarpeBoM в среде инертноrо rаза и вакууме, пайка

электроконтактным HarpeBoM, наплавка дуrой в среде aproHa. Однако

эти способы при восстановлении бандажных полок практическоrо применения

не нашли. Анализ всех способов упрочнения и восстановления контактных

поверхностей бандажных полок рабочих лопаток показал, что наибо-

лее приемлемым является способ высокотемпературной напайки пла­

стин из более износостойкоrо материала с использованием локальноrо

источника энерrии. Условия, необходимые для напайки износостойких

пластин к контактным поверхностям полок лопаток,

1. В зоне тепловоrо воздействия источника энерrии максимальная

температура паяемых материалов не должна превышать температуры

их опасных структурных превращений (I22­I240° С), так как при

этой температуре начинают расплавляться расположенные в межден-

дритных участках локальные объемы леrкоплавкой эвтектики, что

приводит к необратимому снижению жаропрочности и пластичности

высокожаропрочных сплавов.

2. Температура пайки должна находиться в диапазоне

1170­ 12200 С, так как температура плавления промышленных припо-

ев на никелевой основе Bcero на 2()" " " " ", 100 0 С ниже температуры плав-

ления высокопрочных сплавов.

3. Качественную пайку можно осуществить локальным источни­

ком теплоты при неподвижном пятне HarpeBa только при создании ста-

ционарноrо температурноrо поля, скорость изменения KOToporo не

должна превышать 1­30 С/с, что обеспечивает сведение к минимуму

влияния фактора времени при дальнейшем HarpeBe после образования

паяноrо соединения.

К локальному источнику, удовлетворяющему этим условиям, мож-

но отнести дуrовой разряд с полым катодом СДРПК) в вакууме. Схема

процесса пайки ДРПК представлена на рис. 6.31. В водоохлажДаемой

rорелке 1 находится неплавящийся катод 3, представляющий собой

полый цилиндр, выполненный из туrоплавкоrо металла Стантала или

вольфрама), через который подается плазмообразующий rаз ­ aproH.

Контакт плазмы дуrовоrо разряда с полым катодом осуществляется во

внутренней полости цилиндра.

Анализ расчетных температурных полей в зоне паяемоrо соедине-

ния показал следующее:

· неподвижным KpyroBbIM источником теплоты можно получить

в течение 3­0 с в зоне паяноrо соединения температурное

поле, близкое к стационарному;

­. для проведения качественной пайки соединений требуемых раз-

меров тепловые параметры локальноrо источника энерrии долж­

ны находиться в пределах: коэффициент сосредоточенности от

0, 5 до 2, 5 см 2; эффективная мощность ­ от 300 до 900 Вт.

Исследования тепловых характеристик дрпк в зависимости от па-

раметров режима и сравнение их с расчетными позволили установить,

что дрпк по тепловым характеристикам вполне обеспечивает требуе-

мый проrрев указанных соединений для высокотемпературной пайки

и область оптимальных параметров режима находится в диапазоне:

сила тока разряда от 1 О до 25 А; длина дуrовоrо промежутка от 20 до

35 мм; расход aproHa через полый катод от 1, 5 до 2, 5 Mr/c при диамет­

ре полости катода 3--------4 мм [20].

Здесь отметим лишь то, что площадь торцевой поверхности ло-

патки, rде расположены паяемые соединения, должна быть как мини­

мум в 1, 5­2 раза больше площади пятна HarpeBa дрпк на режимах

для пайки. Поскольку при дуrовой пайке площадь пятна HarpeBa, как

правило, больше площади бандажной полки рабочей лопатки, на прак-

тике торцевую поверхность следует искусственно увеличивать за счет

специальноrо приспособления.

Следующим этапом при разработке технолоrии упрочнения и вос-

становления контактных поверхностей бандажных полок рабочих ло-

паток был выбор материала пластин и припоя и отработка процесса

дуrовой пайки в вакууме на лопатках.

В конце 70-х rодов ВИАМ разработал ряд припоев на никелевой

основе, в частности ВПр24 и ВПр27, которые по жаростойкости

превосходил и существующие отечественные припои. Поэтому для

напайки пластин на контактные поверхности за базовый был взят

припой ВПр27. Предпочтение этому припою было отдано блаrодаря

более низкой температуре пайки (117­ 1180° С) по сравнению

с ВПр24 и получению ero в виде аморфной фольrи толщиной

30­60 мкм.

Исследования изношенных поверхностей бандажных полок показа­

ли, что материал пластин, применяемых для упрочнения и восстанов-

ления этих поверхностей, должен обладать более высокой жаростойко­

стью и твердостью, чем материал лопатки. В связи с этим были выбра-

ны следующие материалы: ВКНА-2, ВЖЛ-15, ВЖЛ­2.

Подrотовка контактных поверхностей под пайку включает в себя

механическую обработку на rлубину 1, 5­2 мм и зачистку бандаж­

ной полки. Особенно тщательная зачистка поверхностей необходи-

ма в алитированных лопатках после эксплуатации, так как наличие

алитированноrо или окисленноrо слоя препятствует смачиванию и

растеканию припоя.

Пластины требуемых размеров после механической обработки под-

верrаются рентrенконтролю и цветной дефектоскопии на отсутствие

трещин. Припой в виде фольrи вырезается по периметру на 2­3 мм

больше, чем контактная площадь пластины, и прихватывается к пла­

стине конденсатной сваркой в двух точках. Выступающая часть фоль-

rи служит для визуальноrо контроля за началом плавления припоя.

Подrотовленные таким образом пластины собираются в специальное

приспособление, которое обеспечивает фиксацию лопаток и постоян-

ное поджатие пластин к контактным поверхностям во время пайки.

Под действием давления сжатия порядка 2­3 МПа расплавленный

припой частично выдавливается из зазора, что способствует повыше-

нию прочности паяноrо соединения. Специальное приспособление по­

зволяет одновременно заrpужать в вакуумную камеру 4()" " " " ", 50 лопаток.

После заrpузки приспособления с лопатками в камеру и получения

в ней после откачки воздуха рабочеrо давления порядка сб........8). 10­2 Па

производится процесс дуrовой пайки. Как отмечалось выше, место, rде

происходит пайка, обдувается aproHoM. При напайке пластин размером

5 х 3 х 1, 5 мм к контактным поверхностям рабочей лопатки первой cтy­

пени ТВД оптимальным бьт следующий режим дрпк: сила тока разря­

да 12­15 А; напряжение 32­34 В; длина дyroBoro промежутка разрЯДа

2()" " " " ", 23 мм; диаметр полости титановоrо катода 3, ()" " " " ", 3, 2 мм.

Процесс пайки контролировался по плавлению выступа фольrи

и растеканию припоя со стороны, обратной пятну HarpeBa дрпк. По­

еле плавления припоя производилась выдержка при температуре пайки

в течение 12­ 15 с.

Измерения максимальных температур в бандажной полке с помо-

щью термопар в процессе HarpeBa паяемоrо соединения показали, что

температура в месте перехода бандажной полки в перо не превышала

80()" " " " ", 850 0 С.

Оптический контроль рабочих лопаток после дуrовой пайки в Ba­

кууме показал, что профиль пера и размеры всей лопатки изменялись

значительно меньше допустимых пределов. Эти данные свидетельству­

ют о высокой локальности HarpeBa и незначительном термическом

влиянии на наиболее наrpуженные части лопатки ­ перо и замок.

После пайки лопатки подверrаются термообработке при температу-

ре 9500 С в течение трех часов, механической обработке паяноrо co­

единения в соответствии с чертежом и контролю зоны пайки люминес-

центно-цветным методом.

Металлоrрафические исследования паяных соединений на опытной

партии лопаток показали, что их качество удовлетворяло всем необхо-

димым требованиям. Толщина паяноrо шва припоя ВПр27 не превы-

шала 5­ 7 мкм.

Испытания на срез паяноrо соединения при температуре 9750 С He­

посредственно на рабочих лопатках показали, что разрушение шло по

материалу пластин. Таким образом, процесс дуrовой пайки позволил

получить высокоработоспособные паяные соединения.

Натурные испытания проводились на стендовых технолоrических

двиrателях по специальной проrрамме на испытательном стенде. На

каждую ступень двиrателя ставились лопатки с припаянными пласти-

нами из материалов ВКНА-2, ВЖЛ-15, ВЖЛ-2 и алитированные лопат-

ки с неупрочненными контактными поверхностями. Это позволило

в одинаковых условиях испытать разные материалы пластин и срав-

нить их с лопаткой без напаянных пластин.

После наработки 60..70 ч на двиrателе в условиях переменных ре-

жимов работы лопатки снимались с испытаний для проведения всесто-

ронних исследований. Состояние лопаток оценивалось на основании

визуальноrо осмотра, люминесцентно-цветовой дефектоскопии, метал-

лоrpафии и замера износа контактных поверхностей.

Серия натурных испытаний на Tex­нолоrических двиrателях также подтвердила,

что наиболее износо- стойким материалом пластин является ВЖЛ-2. Так, после

наработки лопаток на двиrателе в течение 100 ч контактная поверхность пласти-

ны из материала ВЖЛ-2 была блестящей и без следов схватывания.

Люминесцентно­цветовой контроль не выявил образования каких-либо

дефектов в зоне пайки после работы лопаток на двиrателе. Металло-

rрафические исследования также показали удовлетворительное качест-

во паяных соединений. Таким образом, натурные испытания послужи-

ли убедительным доказательством необходимости внедрения в про из-

водство лопаток и их ремонт методом дуrовой напайки пластин в ва-

кууме на бандажные полки.

Восстановление лопаток иOHHO­плазменным методом

­Создание авиационных rазотурбинных двиrателей последних мо-

дификаций потребовало значительноrо повышения температуры rаза

перед турбиной, снижения удельной массы двиrателя, снижение затрат

энерrии на охлаждение рабочих лопаток турбины. Это обусловило

рост рабочей температуры на поверхности лопаток на 5()" " " " ", 100° С, что

в сочетании с высокой теплонапряженностью лопаток ведет к тому,

что ресурс лопаток оказался меньше назначенноrо ресурса для двиrа­

теля в целом.

В настоящее время rарантированный ресурс лопаток турбины высо-

Koro давления из сплава ЖС6У с комплексным диффузионным покры-

тием СКДП) AI-Cr, без ремонта не превышает 64()" " " " ", 700 ч, а с конденси-

рованным ион но-плазменным покрытием СИПП) СДП-2 составляет 300

ч. Чтобы сохранить высокие рабочие характеристики и надежность ло-

паток, необходимо производить их ремонт путем снятия наружноrо по-

крытия, исчерпавшеrо свой ресурс, и повторноrо нанесения покрытия.

Это позволяет продлить ресурс лопаток с первоначально нанесенным

покрытием КДП до 112()" " " " ", 1180 ч, а лопаток с ИПП до 700 ч.

Одним из основных направлений повышения надежности и ресурса

деталей rTДO работающих в условиях высоких температур, является

нанесение на их поверхность жаростойких зашитных покрытий.

В ВИАМе разработана вакуум но-плазменная технолоrия высоких

энерrий СВПТВЭ) [18, 19, 31], позволяющая наносить мноrокомпо-

нентные покрытия из широкоrо Kpyra металлических и неметалличе-

ских материалов Сметаллов, сплавов, нитридов, карбидов, керметов),

предназначенных для защиты рабочих поверхностей деталей rтд от

воздействия внешней среды.

По методике ВПТВЭ исходный токопроводящий материал перево­

дится в плазменное состояние с энерrией частиц 1 ()" " " " " 'l 00 эВ, плазма

фокусируется в поток и ускоряется в направлении покрываемой по­

верхности. В процессе взаимодействия с поверхностью она конденси­

руется, образуя покрытие.

Известны методы получения покрытий в вакууме путем осаждения

распыленных под действием ионной бомбардировки атомов. В отли-

чие от них процесс осаждения покрытий из ускоренных плазменных

потоков имеет следующие основные пр е и м у Щ е с т в а:

. возможность управления энерrией частиц плазмы, взаимодейст-

вующих с покрываемой поверхностью, путем ускорения или тор-

можения ионов изменением электрическоrо потенциала покры-

ваемой детали;

­. возможность получения беспористых покрытий на шероховатой

поверхности сложноrо профиля;

· направленность потока плазмы, что обеспечивает лучшее ис­

пользование испаряемоrо материала;

· возможность осаждения покрытий при относительно низкой тем-

пературе основы, блаrодаря чему нет необходимости во внешней

термической активации поверхности;

· возможность получения покрытий сложноrо состава Снитри­

дов, карбидов и др.) путем введения в поток металлической

плазмы.

Для реализации метода ВПТВЭ в ВИАМе была разработана ориrи-

нальная промышленная установка МАП-l, позволяющая наносить по-

крытия из мноrокомпонентных сплавов на лопатки турбины и друrие

детали rтд. Схема установки приведена на рис. 6.32. Внешний вид

установки представлен на рис. 6.33 Ссм. цветную вклейку). В установке

МАП-l использован вакуумно-дуrовой способ rенерации плазмы из

материала сплава СДП-2, который является катодом. Материал катода

­ пере водится в микрокапельную фазу, которая, охлаждаясь на поверхно­

сти лопаток, образует аморфное безфазное покрытие. Осаждение по-

крытия про изводится В вакууме при давлении не выше 0, 05 Па при по­

стоянном режиме работы установки, который задается током дуrи

и напряжением на покрываемых деталях.

На установке МАП-l при силе тока вакуумной дуrи 750 А обеспе-

чивается скорость испарения жаростойких сплавов 20­215 r/ч. В ка-

честве защитноrо покрытия было внедрено покрытие из сплава СДП­2

системы Ni-Cr-AI-Y, обеспечивающее защиту лопаток, изrотовленных

из сплава ЖС6У, от высокотемпературноrо окисления при температу-

ре до 110­I150°C.

Внедрение покрытия СДП­2 на лопатках ТВД двиrателя АЛ-31 Ф

третьей серии позволило почти в три раза повысить ресурс лопаток

турбины по сравнению с обычным алитированием.

После выработки ресурса покрытие с лопаток удаляется путем хи-

мическоrо травления и наносится вновь. Покрытие СДП-2 конденсиро-

ванное, состоящее из двух металлоrрафически различных фаз: бета­фа­

зы (NiAI) и rамма-штрих фазы (Ni3AI), дополнительно леrированных

иттрием, повышающим жаростойкость. В твердом растворе присутст-

вует также rамма-фаза (NiCr) и карбиды.

Толщина наносимоrо покрытия на пере лопатки составляет

50­ 70 мкм, что является оптимальным для пустотелой лопатки.

Качество покрытий на лопатках контролируется внешним осмот-

ром, взвешиванием покрываемых деталей до и после нанесения по-

крытия. Оценка прочности сцепления покрытия с материалом ло-

патки на образцах­свидетелях производилась сравнением электри-

ческих диаrрамм тока вакуумной дуrи и напряжения на деталях

при ионной очистке с эталонными диаrраммами, а также при необ-

ходимости металлоrрафическим анализом покрытия на лопат-

ках­свидетелях.

Контроль толщины покрытия осуществляется по приращению мас-

сы лопатки путем взвешивания, что обеспечивает необходимую тол­

шину защитноrо слоя на поверхности пера лопатки.

Прочность сцепления покрытия при доводке метода проверялась

путем изrиба образца-свидетеля на оправке радиусом ­5 мм. Сцеп-

ление считал ось удовлетворительным, если после изrиба образца на

уrол 100 rрад покрытие не отслаивалось.

Соблюдение технолоrии по подrотовке поверхности деталей под

покрытие и по нанесению покрытия rарантируют высокое качество по-

лучаемых покрытий, так как сам процесс нанесения покрытия облада-

ет исключительной стабильностью и повторяемостью. На рис. 6.34, а

представлена структура покрытия СДП-2. Покрытие имеет xapaктep­

ную мелкозернистую структуру, которая обеспечивает ero высокую

пластичность.

Стремление к увеличению ресурса двиrателей потребовало по-

мимо применения рабочих лопаток, отливаемых методом направ-

ленной кристаллизации и моно кристальной ориентации из сплавов

ЖС26ВИ и ЖС32ВИ, внедрения и HOBoro защитноrо жаростойкоrо

покрытия.

Такие покрытия, как СДП-2, комплексное диффузионное покрытие

(Ni-Cr) + (Cr-AI-Y) из порошков, хорошо себя зарекомендовавшие на

лопатках с равноосной структурой из сплава ЖС6У, уже не отвечают в

полной мере требованиям, предъявляемым к покрытию ­ для лопаток

из сплавов ЖС26ВИ и ЖС32ВИ.

Следующим шаrом в развитии метода ВПТВЭ на ММПП «Салют»

стало внедрение разработанноrо в ВИАМе жаростойкоrо защитноrо

покрытия из сплава ВСДП­ 11 для лопаток направленной и монокри-

сталлической ориентации.

В отличие от покрытия СДП-2 это покрытие является диффузи-

онным. Ero структура и свойства формируются в процессе диффу-

зионноrо отжиrа в результате взаимодействия HaHeceHHoro на по­

верхность изделия сплава ВДСП-ll с материалом основы. С 1992 r.

на ММПП «Салют» покрытие ВСДП-Il внедрено и наносится на

рабочие лопатки турбины двиrателя АЛ-3 1 Ф четвертой серии и на

лопатки второй ступени двиrателя Д436Тl, а также используется

при ремонте лопаток.

Сплав ВСДП-I 1 ­ это алюминиевый сплав, леrированный

кремнием и иттрием (AI-Si- У). Покрытие получается путем кон-

тролируемоrо осаждения на поверхность лопаток алюминиевоrо

сплава и последующеrо высокотемпературноrо BaKYYMHoro отжиrа ­при

температуре 1000­1050° С в течение 3­ ч. При отжиrе про-

исходит оплавление слоя алюминиевоrо сплава, протекает метал-

лотермическая реакция и последующее термодиффузионное фор­

мирование покрытия.

Фазовый и элементный состав покрытия определяется составом

алюминиевоrо сплава, а также ero удельной массой, накопленной на

поверхности лопаток и режимом термообработки. Покрытие имеет ха-

рактерное двухзонное строение. Типичная структура покрытия после

нанесения и отжиrа на сплаве ЖС-32 представлена на рис 6.34, б. По­

крытие имеет характерную мелкозернистую структуру, которая опре-

деляет ero высокую пластичность. Химический состав покрытия на

сплаве ЖС-32 приведен в табл. 6.6.

­ Наружная зона состоит из бета-фазы (Ni-AI), леrированной крем-

нием и иттрием, которые повышают жаростойкость. Эта зона также

содержит элементы жаростойкоrо сплава с содержанием АI от 18 до

22% по массе.

Такое содержание алюминия в покрытии является оптимальным,

так как обеспечивает высокую термостабильность покрытия при со-

хранении высокой жаростойкости. Содержание Аl в бета-фазе в спла-

ве ВСДП­11 примерно в два раза больше, чем в бета-фазе сплава

СДП­2, что позволило повысить долrовечность покрытия на лопатках

в 1, 5­2 раза.

Внутренняя переходная зона имеет reTeporeHHoe строение и coдep­

жит бета-фазу, rамма-штрих фазу (Ni3 AI) и карбиды.

Покрытие обладает высокими защитными свойствами при темпера­

турах до 1 050­ 1 1000 С.

Наиболее теплонапряженной в рабочей лопатке твд является зона

входной кромки. Поэтому защитный слой покрытия по сечению пера

наносится переменной толщиной. Наибольшая толщина покрытия де-

лается на входной кромке и составляет 35­50 мкм, наименьшая ­ на

поверхности пера (2­0 мкм).

Технолоrический процесс получения защитноrо покрытия из спла-

ва ВСДП-l 1 в основном сходен с процессом получения покрытия

СДП-2. rлавной особенностью является локальное увеличение толщи-

ны покрытия (на 1{}--" " ", 15 мкм) на участке входной кромки лопатки,

имеющем максимальную рабочую температуру. Подобная «конструк-

ция» покрытия повышает ero долrовечность за счет увеличения сопро-

тивления как rазовой коррозии на наиболее HarpeтbIx участках пера,

так и термоусталостному растрескиванию в менее HarpeTbIx зонах пера

(на спинке и на корыте). В результате использование на двиrателе

АЛ-31 Ф четвертой серии монокристаллических лопаток из сплава

ЖС-32 с защитным жаростойким покрытием из сплава ВСДП­ll по-

зволило увеличить ресурс работы изделий почти в 1, 5 раза по cpaBHe­

нию с лопатками из сплава ЖС-6У с двухстадийным комплексным

хромоалитированием в качестве защитноrо покрытия.

­