Исследование жаростойкого диффузионного покрытия на лопатках газотурбинных двигателей из жаропрочного никелевого сплава

Abstract

The chromaluminide thermo diffusion coating of turbine blade has been obtained by the slip method. The coating provides a protection from high temperature oxidation and sulfide corrosion of an external surface of a pen and internal cavities of blades in DG and DJ gas-turbine engines of the 2d and 3d generations working at the temperature not higher than 870o and 1070oС, respectively. After heat treatment, the distribution of concentration of nickel and chrome alloying elements in the coating and in the body of the blade has been measured by means of x-ray spectrometry. The diffusion model of distribution of elements in the blade-coating transition zone and in the outer zone of coating has been developed. Analytical expressions for the space distribution of alloying elements allow an optimization of coating composition in order to increase its effectiveness. The modeling results are in good agreement with the experimental data and can be used to determine the lifetime of the blade at its operation in the conditions of cyclic thermal loads.

Шликерным методом создано термодиффузионное хромалюминидное покрытие лопаток газовых турбин. Покрытие обеспечивает защиту от высокотемпературного окисления и сульфидной коррозии наружной поверхности пера и внутренней полости лопаток в ДЖ-59 и ДГ-90 газотурбинных двигателях 2-го и 3-го поколений, работающих при температуре, соответственно, не выше 870o и 1070oС. После термической обработки с помощью рентгеновской спектрометрии измерены распределения концентраций легирующих элементов никеля и хрома в покрытии и теле лопатки. Развита диффузионная модель распределения элементов в переходной зоне лопатка-покрытие и во внешней зоне покрытия. Аналитические выражения для пространственного распределения легирующих элементов дают возможность оптимизировать состав покрытия с целью повышения его эффективности. Результаты моделирования хорошо согласуются с экспериментальными данными и могут быть использованы для определения ресурса лопатки при ее эксплуатации в условиях циклических тепловых нагрузок.