Одни из самых главных показателей любой газотурбинной установки – ресурс и надежность. Во многом эти показатели определяют именно рабочие лопатки, так как они являются наиболее нагруженным элементом. При эксплуатации установки рабочие лопатки испытывают на себе циклические, динамические и статические нагрузки. Помимо этого, работая в условиях агрессивной среды, лопатки высоко подвержены коррозионной активности. Также, вследствие постоянного изменения температуры, в рабочих лопатках возникают большие термические напряжения.
Именно в связи с вышеизложенным, рабочие лопатки не имеет аналогов среди деталей, которые изготавливаются литьем.
Температура, при которой происходит эксплуатация рабочих лопаток, составляет 800-1250°С. Поэтому при эксплуатации при таких высоких температурах основные деформации и разрушения происходят из-за недостаточной жаровой прочности металла.
На сегодняшний день основной материал, из которого изготавливаются рабочие лопатки, – сплавы на основе никеля. Такие сплавы имеют сложную структуру и фазовый состав. Именно от структуры зависят главные свойства – сопротивление усталости, пластичность, жаровая прочность.
Основное направление, в котором двигаются металловеды, – усовершенствование технологий производства, и как следствие повышение сопротивлению усталости.
Одно из направлений – литье лопаток с монокристаллической структурой. При такой технологии отсутствуют границы структуры материала, и соответственно повышаются надежность и ресурс.
Дополнительно по теме: