Исследование ПНИПУ позволит повысить надежность газотурбинных двигателей
Анализ усталостного поведения упрочненного титанового сплава ВТ6 (Ti-6Al-4V) при рабочей температуре, результаты которого позволят производить более качественные титановые дентальные импланты и детали для высокотехнологичных отраслей, в том числе для производства авиационных газотурбинных двигателей, выполнили ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) и Уфимского университета науки и технологий (УУНиТ), 22 мая сообщает пресс-служба Пермского Политеха.
Прочность и высокая коррозионная стойкость титана обеспечила ему широкое применение в высокотехнологичных отраслях, в том числе в производстве военной техники, медицине, авиа- и ракетостроении. Однако актуальной задачей для ученых-металловедов остается повышение предела выносливости высоконагруженных деталей газотурбинных двигателей, таких как лопатки и диски компрессора, испытывающих во время работы большие растягивающие нагрузки при высоких температурах.
Команда ученых ПНИПУ и УУНиТ провели исследование свойств упрочненного титанового сплава ВТ6 (Ti-6Al-4V) с ультрамелким зерном при рабочей температуре в 350 °C и проанализировала его способность выдерживать циклические нагрузки без разрушения материала.
Результаты исследования ученые представили в статье, опубликованной в журнале Metals 2023 13 (5), 932.
Сложные нагрузки, которые испытывают лопатки и диски газотурбинных двигателей представляют собой низкочастотные и высокоамплитудные напряжения с периодически резонирующими высокочастотными нагрузками, которые при длительной работе повреждают материал, образуя в нем трещины.
Декан механико-технологического факультета ПНИПУ, профессор кафедры инновационных технологий машиностроения, доктор технических наук Михаил Песин рассказал о проведенных исследованиях:
«В данной работе мы провели усталостные испытания образцов сплава ВТ6, упрочненного методом интенсивной пластической деформации и состоящего из титана, алюминия и ванадия при температуре 350 °C. После циклических испытаний — стандартной закалки с последующим отжигом с помощью растровой и просвечивающей электронной микроскопии была проанализирована микроструктура материала образцов и ее изменения».
Эксперименты доказали термостабильность ультрамелкой структуры титанового сплава, его повышенную прочность и усталостную долговечность при рабочей температуре, что позволило рекомендовать его для применения в производстве военной техники, медицине, авиа- и ракетостроении и других областях, требующих высокой надежности изделий.
