Прошёл испытания новый материал для изготовления авиадвигателей

Прошёл испытания новый материал для изготовления авиадвигателей
Московский авиационный институт совместно с НПЦ газотурбостроения «Салют» (входит в состав ОДК), испытал материал алюмокс для изготовления тиглей и керамических форм, а также технологию изготовления литейных форм по выплавляемым моделям. Его применение при изготовлении лопаток авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) позволит выйти на новый уровень развития технологии их литья и повысит рабочие свойства.

Применение нового материала позволяет почти на 200 град. Цельсия повысить рабочие температуры тигля для осуществления процесса высокоградиентной направленной кристаллизации, что улучшает рабочие свойства и эксплуатационные характеристики литых рабочих лопаток турбины, а также увеличивает ресурс авиадвигателей в целом.

«Основными направлениями совершенствования рабочих характеристик авиационных ГТД нового поколения являются повышение тяги и снижение массы, — объяснил заместитель генерального директора — управляющий директор НПЦ газотурбостроения „Салют“ Виталий Клочков. — Новые требования к эффективности двигателя ставят перед нами важные задачи, в том числе по применению новых материалов, максимально соответствующих условиям эксплуатации двигателей».
По словам заместителя главного металлурга «Салюта» Валерия Михайлова, совершенствование лопаток турбин с применением в процессе изготовления никелевых жаропрочных сплавов практически достигло своего предела.

«В то же время высокие температуры плавления и реакционная способность ряда композитных сплавов приводят к их взаимодействию с большинством огнеупорных материалов. Возможность применения для этих целей традиционных керамических материалов практически полностью исчерпана или, в лучшем случае, значительно ограничена. Для надежного осуществления процесса высокоградиентной направленной кристаллизации требуется повысить рабочие температуры тигля и керамической формы до 1800 ºС, что почти на 200 ºС выше, чем в промышленной технологии», — рассказал Валерий Михайлов.

По его словам, обеспечение таких температур требует использования только безкремнеземистого связующего и тугоплавких огнеупорных материалов (оксидов иттрия, циркония, алюминия). Такое новое безкремнеземистое связующее было разработано в Государственном научно-исследовательском институте химии и технологии элементоорганических соединений на основе алюминий-органических соединений — алюмокс, а технологию изготовления на его основе литейных форм по выплавляемым моделям разработали специалисты кафедры «Технологии и системы автоматизированного проектирования металлургических процессов» МАИ. Первые опытные партии изготовленных форм были апробированы в совместной работе МАИ и «Салюта». Полученные результаты показали, что алюмокс обеспечивает высокую огнеупорность и химическую инертность формы к заливаемым жаропрочным сплавам при температурах до 1800 ºС.

Исследования рабочих лопаток турбины высокого давления турбореактивного двигателя АИ-222-25 показали, что при использовании даже комбинированной формы с двумя защитными слоями на связующем алюмокс глубина взаимодействия между металлом отливки и формой примерно в семь раз меньше, чем на лопатках, изготовленных по серийной технологии, и не превышает 5 мкм.

«Таким образом, применение керамических форм с алюмоксом позволит значительно повысить качество литья и, соответственно, рабочие свойства лопаток, влияющие на эксплуатационные характеристики и ресурс ГТД, — подытожил Валерий Михайлов. — Важно и то, что новая технология изготовления оболочковой формы, разработанная в МАИ, полностью вписывается в традиционную технологию, практически без изменения аппаратурного обеспечения».


Фото: Антон Тушин

Ростех
Май 2018
пн вт ср чт пт сб вс
1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30 31

На сайте МАИ можно разместить свое объявление, новость или анонсировать свое мероприятие

Предложить новость