Номер части:
Журнал
ISSN: 2411-6467 (Print)
ISSN: 2413-9335 (Online)
Статьи, опубликованные в журнале, представляется читателям на условиях свободной лицензии CC BY-ND

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ НА ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ЖАРОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ



Науки и перечень статей вошедших в журнал:
DOI:
Дата публикации статьи в журнале:
Название журнала: Евразийский Союз Ученых — публикация научных статей в ежемесячном научном журнале, Выпуск: , Том: , Страницы в выпуске: -
Данные для цитирования: . ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ НА ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ЖАРОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ // Евразийский Союз Ученых — публикация научных статей в ежемесячном научном журнале. Технические науки. ; ():-.

Износостойкость деталей в первую очередь обеспечивается повышенной твердостью поверхности [1]. Установлено, что в результате лазерной термообработки на поверхности сталей и сплавов формируются слои с повышенной микротвердостью [2]. Следовательно, лазерная термообработка должна способствовать увеличению износостойкости поверхностей сталей и сплавов.

В ряде работ приводятся положительные результаты исследования влияния лазерного облучения на износостойкость поверхностей сталей и сплавов [3-5].

В  ходе экспериментов нами проведены испытания лопаток газотурбинного двигателя, выполненных из сплава ЭП109,  на износ, который обусловлен циклическими термическими и вибрационными нагрузками. Блок-схема сравнительных виброиспытаний лопаток на износ приведена на рис. 1, где 1 – электродинамический вибратор, 2 – элемент натурного диска, 3 – лопатки турбины, 4 – направление возбуждения колебаний.

Рисунок 1. Блок-схема сравнительных стойкостных виброиспытаний

лопаток на износ

Для создания относительных перемещений контактных поверхностей система лопаток возбуждается вибратором и вводится в резонансные колебания с частотой до 200 Гц. Характер колебаний лопаток по разработанной методике оказывается близким к реальным колебаниям лопаток в двигателе (задавался заказчиком предприятия). Для оценки величины износа до и после испытаний замерялись размеры контактных поверхностей бандажных полок лопаток.

Износ оценивался по величине выработки на контактных поверхностях средней лопатки системы, т.к. характер нагружений, которым она подвергается в процессе испытаний, оказывается близким к тем, которые испытывает лопатка в процессе работы двигателя. Амплитуда колебаний равна 6 мм. Перед испытанием на износостойкость проводилось облучение лопаток лазером в различных режимах.

Режимы лазерной обработки без оплавления поверхности: плотности мощности  излучения q1 = 3·104 Вт/см2;  q2 = 5·104 Вт/см2; q3 = 7·104 Вт/см2;       q4 = 9·104 Вт/см2; длительность импульсов τ = 1,5·10-3с,  в качестве поглощающего покрытия использована сажа.

На рис. 2 показана зависимость скорости изнашивания сплава ЭП109 от плотности мощности лазерного излучения. Очевидно, что скорость изнашивания контактных поверхностей лопаток в результате лазерной термообработки уменьшается в 2,25 раза при лазерной обработке с плотностью мощности излучения 5·104 Вт/см2.

Рисунок 2. Зависимость скорости изнашивания сплава ЭП109 от плотности мощности лазерного излучения

Эффект упрочнения поверхности сплава ЭП109 после лазерного облучения без оплавления поверхности объясняется образованием в поверхностном слое более дисперсных структур за счет высоких скоростей охлаждения.

Представляет интерес изучение влияния лазерного облучения с оплавлением поверхности и введением легирующего компонента на износостойкость материала лопаток газотурбинного двигателя.

Эксперимент проводился на 9 образцах, амплитуда колебаний 6 мм, время испытаний 15 мин. Контактные поверхности бандажных полок покрывались алюминидом кобальта, лазерная обработка осуществлялась при плотностях мощности излучения q1 = 2·105 Вт/см2,  q2 = 3·105 Вт/см2;  q3 = 5·105 Вт/см2 длительности импульса излучения 1,5·10-3с.

Наименьший износ наблюдается на облученных образцах при плотности мощности лазерного излучения в зоне обработки 3·105 Вт/см2 (рис.3).

Рисунок 3. Зависимость скорости изнашивания сплава ЭП109 после лазерного легирования от плотности мощности лазерного излучения

Поскольку установлено значение плотности мощности, при котором величина износа наименьшая (3·105 Вт/см2), исследовалась зависимость величины износа от продолжительности испытаний при сохранении всех параметров лазерного воздействия (q = 3·105 Вт/см2, длительность импульса 1,5·10-3 с, расстояние до источника излучения 245 мм), доведя время испытаний до          60 минут. Результаты показаны на рис.4.

Рисунок 4.  Зависимость скорости изнашивания сплава ЭП109 от продолжительности  испытаний: 1 – кривая износа контактных поверхностей необлученных лопаток; 2 – кривая износа контактных поверхностей лопаток после лазерного облучения с введением алюминида кобальта.

С целью подтверждения стабильности результатов облучались лопатки в количестве 90 штук: плотность мощности лазерного излучения в зоне обработки 3·105 Вт/см2, длительность импульса излучения – 1,5·10-3 с, покрытие – Со3Аl2. Испытания проводились в течение 60 минут. Результаты представлены в таблице 31. Каждое значение величины износа исследованных образцов является средним арифметическим трех измерений. Изменение износа достаточно стабильно. Среднее значение скорости изнашивания составляет на необлученных лопатках – 2,79 ± 0,43·10-8 м/мин, на облученных – 0,82 ± 0,42·10-8 м/мин. Таким образом, лазерное облучение поверхности лопаток приводит к снижению скорости изнашивания ≈ 3,4 раза. Обработка велась при небольших плотностях мощности излучения, поэтому повышение износостойкости можно объяснить и улучшением микрорельефа поверхности, увеличением плотности поверхностного слоя.

Рисунок 5. Лопатка ГТД с облученным участком

Лазерное легирование позволяет получать на поверхности сплавов слои с повышенной твердостью и износостойкостью, что за счет создания сплава, отличающегося от матричного материала химическим составом.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о целесообразности разработки технологического процесса лазерного упрочнения лопаток ГТД с введением в поверхностный слой алюминида кобальта, изготовленных из сплава ЭП109, что влечет увеличение ресурса работы двигателя и соответствующие технологические выгоды.

Список литературы:

  1. Материаловедение и технология материалов: учебник / Г.П. Фетисов [и др.] – М.: Высшая школа, 2002. – 638 с.
  2. Шлякова, Е.В. Повышение стойкости к коррозии и износу поверхностей изделий из жаропрочных сталей и сплавов методом лазерной обработки: дис. …канд. тех. наук: защищена 30.06.2009: утв. 9.10.2009 / Е.В. Шлякова. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2009. – 152 с.
  3. Методы испытаний на трение и износ / Л.И. Куксенова [и др.] – М.: Интермет Инжиниринг, 2001. – 152 с.
  4. Куксенова Л.И. Задачи инженерии поверхности при формировании износостойкого структурного состояния металлических материалов /Л.И. Куксенова, Л.М. Рыбакова, В.Г. Лаптева  //  МиТОМ –  № 7. С. 41-48
  5. Кикин Ю.А. Повышение теплостойкости и износостойкости быстрорежущих сталей лазерным ударно-волновым воздействием / Ю.А. Кикин,  А.И. Пчелинцев, Е.Е. Русин // Физика и химия обработки материалов. – 2003. № 5.[schema type=»book» name=»ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ НА ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ЖАРОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ» description=»Рассматривается влияние лазерной термообработки и лазерного легирования на износостойкость сплавов на никелевой основе, показана зависимость скорости изнашивания поверхностей сплавов от параметров процесса.» author=»Шлякова Елена Валериевна, Толмачева Наталья Александровна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-14″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.05.2015_05(14)» ebook=»yes» ]
Список литературы:


Записи созданы 9819

Похожие записи

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх
https://www.apscuf.org/slot-gacor/slot gacorslot onlineslot gacorslot gacorslot gacorslot gacorslot gacorhttps://bxartsfactory.org/slot-gacor-maxwin/https://www.splayce.eu/slot-pulsa/https://esign.bogorkab.go.id/vendor/bin/https://snip.eng.unila.ac.id/wp-content/uploads/slot-gacor/http://desa-bolali.klatenkab.go.id/files/slot-gacor/https://www.jurnal.stimsurakarta.ac.id/public/journals/https://kobar.umkm.kalteng.go.id/files/slot-gacor/https://www.uniqhba.ac.id/assets/slot-gacor/https://www.staipibdg.ac.id/-/slot-online-gacor/https://disdagperin.bekasikota.go.id/slot-gacor/https://journal.widyatama.ac.id/slot-gacor/https://stis.ac.id/slot-gacor/https://gradosyposgrados.ucjc.edu/https://ejurnal.iainlhokseumawe.ac.id/public/slot-deposit-pulsa/ https://www.mope.gm/slot88/https://www.vantru.is/slot88/https://vipnumberbuy.com/slot-deposit-pulsa/https://bio-med.euroasia-science.ru/slot-deposit-dana/https://fastgoal.com/forum/-/slot-gacor/https://www.gamisaulia.com/slot-gacor/https://persianfootball.com/news/wp-content/uploads/2013/01/slot-gacor/https://radiochicha.perugamingshow.com/https://empleabilidad.uigv.edu.pe/slot-gacor/https://civil.annauniv.edu/slot-gacor/https://majubersamagroup.com/slot-gacor/https://fais.psu.ac.th/slot88/https://www.gardencity.university/slot-gacor/http://admission.mnsuam.edu.pk/slot-gacor/https://www.yckmc.edu.hk/slot-gacor/https://www.revistaamexco.com.mx/files/journals/1/articles/51/62c7819f6a734.htmlhttps://www.edithumbs.com/wp-content/uploads/2020/01/slot-gacor-deposit-dana/https://regencyinstitutions.com/uploads/https://beritarajaku.com/http://arc.salleurl.edu/develop/slot-deposit-pulsa/https://www.ducayne100.org/slot-gacor/https://parasolprojects.com/slot-gacor/https://www.kotabaruparahyangan.com/slot-gacor/http://discamino.org/slot-gacor/https://cmc.edu.vn/slot-gacor/https://www.kpsg-solutions.pt/slot-deposit-dana/https://katingankab.go.id/slot-online/http://sintang.go.id/slot-gacor/https://text.co.id/slot-gacor/https://www.stimsurakarta.ac.id/slot-gacor/http://www.loasis-traiteur.com/fileman/https://sipil.ft.unesa.ac.id/slot-gacor/https://kemahasiswaan.unesa.ac.id/slot-gacor/https://empleabilidad.uigv.edu.pe/slot-gacor/https://surjyotsna.org/slot88/https://unitedtowel.com/slot-deposit-pulsa/http://gpm.fe.unesa.ac.id/slot88/https://eapi.sabayon.org/https://www.zeleka.com/slot-gacor/https://nclthailand.com/slot88/https://ft.unesa.ac.id/slot-gacor/https://bot.unesa.ac.id/slot-deposit-pulsa/https://optical.botsolutions.org/slot-gacor/https://www.test-car.pt/slot-gacor/https://ejurnal.methodist.ac.id/files/slot-online/https://jurnal.kwikkiangie.ac.id/files/slot-gacor/https://www.amikmbp.ac.id/slot88/https://ifris.org/slot-gacor/https://biomedicineonline.org/slot-gacor/http://e-journal.sastra-unes.com/slot-gacor/https://www.rtpslotgacor.cc/https://www.fundacionclavel.org/situs-slot-gacor/https://www.fundacionclavel.org/slot88/https://ksrce.ac.in/gacor88/https://sushizobangkok.com/slot88/http://huaplachongnonsea.com/slot-gacor/https://enfermeriadermatologica.org/slot-gacor/http://www.rpchospital.com/slot-gacor/https://www.feiradossofas.pt/slot-gacor/https://sites.google.com/view/slot-gacor-terbaru-hari-ini/https://www.viagsite.com/https://bio-med.euroasia-science.ru/slot-deposit-dana/https://165.22.244.0/https://www.rtppastigacor88.com/http://enfermeriadermatologica.org/slot777/https://slot88.ice.edu.pt/https://belodent.org/-/slot-pulsa/https://history.soc.ku.ac.th/uploads/slot-gacor/https://www.kemasaja.com/slot-gacor/http://www.maktour.co.id/slot-gacor/https://seamolec.org/files/slot-gacor/https://sbyads.ru/slot88/http://www.woconf.com/slot-gacor/https://omnipacgroup.com/slot-gacor/https://icdemolicensewebapi.honeywell.com/https://www.fundacionclavel.org/slot-gacor/ gacor 88https://sshj.in/public/slot-deposit-dana/https://mbmscience.com/public/slot88/situs slot gacorhttps://peshawarhighcourt.gov.pk/slot-gacor/https://www.doutoresdoexcel.com.br/-/slot-gacor/https://mccm.ptcer.pl/slot-demo/https://academconsult.ru/slot-gacor/https://nje.org.na/slot-deposit-dana/https://journals.tma.uz/slot-gacor/https://muru.com.co/slot-deposit-pulsa/https://coresdaterra.com.br/slot-gacor/https://sasurie.com/slot-gacor/https://thejrns.org/slot-gacor/http://a0729171.xsph.ru/https://zombiigrice.com/slot-gacor/https://ijohmn.com/public/slot-gacor/https://www.kuhoo.com/wp-content/uploads/slot-deposit-dana/http://clc.cet.edu/judi-bola/https://www.ijmaberjournal.org/slot-gacor/https://ijorces.org/slot-gacor/https://virtusclean.com/slot-online/https://modernacademy-journal.synceg.net/slot-gacor/https://artescienza.org/wp-content/uploads/slot-gacor/https://journal.icter.org/public/slot-gacor/https://rumosdainformacao.ivc.br/5unsur3/https://dailyexpresstop.com/https://livepublicnews.com/https://cosy.univrab.ac.id/slot-online/https://www.unaki.ac.id/togel88/