Патенты автора Скирта Сергей Михайлович (RU)
ЛОПАТКА ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ ИЗ ЖАРОПРОЧНОГО СПЛАВА НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ // 2581339
Изобретение относится к металлургии, в частности к литейным коррозионно-стойким жаропрочным сплавам на основе никеля, и может быть использовано для изготовления литьем деталей горячего тракта газотурбинных установок, работающих в агрессивных средах природного газа при температурах 600-900°C. Жаропрочный сплав на основе никеля для изготовления лопаток газотурбинных установок содержит, мас.%: углерод 0,06-0,12; хром 15,6-16,1; кобальт 10,0-10,4; вольфрам 5,3-5,7; молибден 1,5-1,8; титан 4,3-4,6; алюминий 2,8-3,1; бор 0,01-0,02; цирконий 0,016-0,05; кремний 0,001-0,2; железо ≤0,1; медь ≤0,05; сера ≤0,005; азот ≤20 ppm; кислород ≤15 ppm, ниобий 0,1-0,3; иттрий ≤0,03; марганец 0,001-0,2; фосфор ≤0,005 и никель - остальное. Способ термической обработки лопаток включает отжиг с нагревом в инертной атмосфере, выдержкой и охлаждением и старение. Сплав характеризуется повышенными характеристиками прочности, пластичности и коррозионной стойкости жаропрочного сплава лопаток с направленной, монокристаллической и равноосной структурами в сочетании с повышенной пластичностью и структурной стабильностью на ресурс, расширение области применения сплава. 4 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к металлургии, в частности к литейным жаропрочным коррозионно-стойким сплавам на основе никеля, и может быть использовано для изготовления литьем сопловых лопаток газотурбинных установок, работающих в агрессивных средах при температурах 700-900°С. Жаропрочный сплав на основе никеля для литья сопловых лопаток с равноосной структурой газотурбинных установок содержит, мас.%: углерод 0,07-0,10; хром 21,0-21,7; кобальт 10,3-10,8; вольфрам 3,6-4,0; титан 3,6-3,9; алюминий 2,5-2,8; ниобий 0,15-0,3; бор 0,010-0,020; цирконий ≤ 0,03; иттрий ≤ 0,03; молибден 0,7-1,0; марганец ≤ 0,03 кремний ≤ 0,3; лантан ≤ 0,02; железо ≤ 0,5; медь ≤ 0,05; сера ≤ 0,005; фосфор ≤ 0,008; азот ≤ 15 ppm; кислород ≤ 20 ppm и никель - остальное. Суммарное содержание алюминия и титана составляет 6,1-6,7 мас.%, а отношение содержания титана к содержанию алюминия 1,3-1,4. Сплав характеризуется повышенной длительной прочностью при рабочих температурах 700-900°С в сочетании с высоким сопротивлением окислению и коррозионным воздействиям, а также повышенной структурной стабильностью на ресурс и улучшенными технологическими характеристиками. 2 табл.
Изобретение относится к металлургии. Литая рабочая лопатка с монокристаллической структурой содержит перо, полку замка и замковую часть и состоит из двух фрагментов, соединенных зоной сплавления. Зона сплавления двух фрагментов высотой 5-30 мм размещена между полкой замка и замковой частью лопатки. Один фрагмент - замковая часть - выполнен из сплава с повышенной кратковременной прочностью, а другой фрагмент - перо лопатки и полка замка - из сплава с повышенной жаропрочностью. Разница температур полного растворения упрочняющей γ′- фазы двух жаропрочных сплавов TSOLγ′ составляет не более 20°C, а разница плотностей сплавов ~8%. Жаропрочный сплав на основе никеля для изготовления замковой части рабочей лопатки по изобретению содержит, мас. %: углерод 0,001-0,12; хром 6,5-9,8; кобальт 4,0-7,2; молибден 1,6-3,7; вольфрам 2,0-4,2; титан 3,0-4,5; алюминий 4,8-6,2; ниобий 0,08-0,22; марганец 0,002-0,12; кремний 0,005-0,2; никель остальное. Способ термообработки литой лопатки включает гомогенизирующий отжиг при температуре 1250±10°C в течение 2-3 часов с последующим охлаждением со скоростью 25-40°C/мин до температуры 690-710°C, последующий нагрев лопатки до температуры старения, выдержку в течение 16-24 часов и охлаждение со скоростью 20-40°C/мин до температуры 500°C, выдержку в течение 5-30 мин и охлаждение на воздухе. Обеспечивается повышение прочностных характеристик лопатки и надежности работы турбины. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.
При доводке рабочего колеса газотурбинного двигателя проводят экспериментальные испытания и определяют необходимость доводки вследствие обнаружения возбуждающих колебаний, приводящих к разрушению замкового соединения на рабочих лопатках. После определения необходимости доводки газотурбинного двигателя определяют наиболее эффективный вариант подрезки сопловых лопаток, заключающийся в наименьшем падении КПД газотурбинного двигателя. Первый вариант подрезки заключается в косой подрезке выходной кромки сопловой лопатки с увеличением угла подрезки от концевой части пера с максимальной глубиной подрезки у корневой части пера, не превышающей 10% от хорды профиля пера сопловой лопатки. Второй вариант подрезки заключается в косой подрезке выходной кромки сопловой лопатки с увеличением угла подрезки от корневой части пера с максимальной глубиной подрезки у концевой части пера, не превышающей 10% от хорды профиля пера сопловой лопатки. Лопаток с вариантом подрезки с наименьшим падением КПД закладывают в рабочее колесо от 60% до 70%, с наибольшим падением КПД - от 30% до 40%. Выполняют подрезку в соответствии с полученными расчетами и сформированный комплект сопловых лопаток расставляют в сопловом аппарате в зависимости от расположения жаровых труб, делящих сопловой аппарат на сектора, в каждый из которых закладывают разную комбинацию лопаток. Комбинацию лопаток составляют по меньшей мере из четырех лопаток одного варианта подрезки или обоих. Затем проводят опытную эксплуатацию, при положительном результате которой газотурбинный двигатель переходит на стадию производства, при отрицательном результате опытной эксплуатации принимают иные варианты расстановки сопловых лопаток в сопловом аппарате. Изобретение позволяет снизить возбуждающие колебания, воздействующие на рабочие лопатки газотурбинного двигателя, при несущественном изменении его конструкции. 5 ил., 2 табл.
