devider

22.12.2017

На «Салюте» испытан новый отечественный материал для изготовления лопаток авиационных двигателей

Московское АО «НПЦ газотурбостроения «Салют» (входит в Объединенную двигателестроительную корпорацию Госкорпорации Ростех) в рамках совместной работы с ФГБОУ ВПО «МАИ (НИУ)» провело исследования нового отечественного связующего материала АЛЮМОКС, применение которого при изготовлении лопаток авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) позволит выйти на новый уровень развития технологии их литья и, соответственно, повысит их рабочие свойства, влияющие на эксплуатационные характеристики и ресурс двигателей.

Заместитель главного металлурга АО «НПЦ газотурбостроения «Салют» В.А. Михайлов и Заведующий кафедрой металлургии ФГБОУ ВПО «МАИ (НИУ)» профессор, д. т. н. В.С. Моисеев.

«Салют» — это двигателестроительное предприятие, объединяющее в своей структуре научно-исследовательский институт, конструкторское бюро и производство. Текущие производственные задачи решаются головной площадкой в Москве и многочисленными филиалами предприятия. «Салют» занимается изготовлением и сервисным обслуживанием авиадвигателей АЛ-31Ф и его модификаций, АИ-222-25, узлов двигателей РД-33МК. Компания участвует в широкой кооперации предприятий ОДК по производству двигателей семейства ТВ7-117, ВК-2500 и ПД-14 и в других проектах.

«Основными направлениями совершенствования рабочих характеристик авиационных ГТД нового поколения являются повышение тяги и снижение массы, — говорит заместитель генерального директора — управляющий директор АО «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, развитие лопаток турбин с применением в процессе изготовления никелевых жаропрочных сплавов практически достигло своего предела.

Роботизированный комплекс послойного формирования огнеупорного керамического покрытия

«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 1800ºС, что почти на 200ºС выше, чем в промышленной технологии. Обеспечение таких температур требует использования только безкремнеземистого связующего и тугоплавких огнеупорных материалов (оксидов иттрия, циркония, алюминия). Такое новое безкремнеземистое связующее было разработано в АО «ГНИИХТЭОС» 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, возглавляемой доктором технических наук, профессором Виктором Моисеевым. Первые опытные партии изготовленных форм были апробированы в совместной работе МАИ и «Салюта», — рассказывает Валерий Михайлов.

Полученные результаты показали, что связующее АЛЮМОКС обеспечивает высокую огнеупорность и химическую инертность формы к заливаемым жаропрочным сплавам при температурах до 1800ºС, позволяет создать оптимальную по термостойкости монооксидную форму огнеупора.

Металлографические исследования рабочих лопаток турбины высокого давления турбореактивного двигателя АИ-222-25 (предназначен для учебно-боевого самолета Як-130) показали, что при использовании даже комбинированной формы с двумя защитными слоями на связующем АЛЮМОКС глубина взаимодействия между металлом отливки и формой (металлооксидный слой) примерно в 7 раз меньше, чем на лопатках, изготовленных по серийной технологии, и не превышает 5 мкм. Кроме того, форма на основе нового связующего имеет более чем в два раза большую теплопроводность по сравнению с формой на основе этилсиликата, позволяя получать у лопаток с равноосной структурой зерен более стабильную макроструктуру, а в случае монокристаллических лопаток — сократить междендритное расстояние за счет увеличения температурного градиента.

Керамические формы для литья монокристаллических рабочих лопаток двигателя АИ-222-25

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

«Одновременно на кафедре «Технологии и системы автоматизированного проектирования металлургических процессов» совместно с АО «ГНИИХТЭОС» активно ведутся работы по отработке технологии состава форм для литья титановых и интерметаллидных Ti-Al сплавов, а также сплавов на основе ниобия. Кроме этого, имеются положительные результаты в области изготовления стержней и тиглей на основе АЛЮМОКС», — отмечает профессор Виктор Моисеев.

Ранее в этом году на «Салюте» были испытаны и внедрены новые титановые и никелевые материалы, предназначенные для перспективных российских авиационных двигателей.

АО «Объединенная двигателестроительная корпорация» (входит в Госкорпорацию Ростех) — интегрированная структура, специализирующаяся на разработке, серийном изготовлении и сервисном обслуживании двигателей для военной и гражданской авиации, космических программ и военно-морского флота, а также нефтегазовой промышленности и энергетики. Одним из приоритетных направлений деятельности ОДК является реализация комплексных программ развития предприятий отрасли с внедрением новых технологий, соответствующих международным стандартам.

Госкорпорация Ростех — российская корпорация, созданная в 2007 г. для содействия разработке, производству и экспорту высокотехнологичной промышленной продукции гражданского и военного назначения. В её состав входят более 700 организации, из которых в настоящее время сформировано 11 холдинговых компаний в оборонно-промышленном комплексе и 3 — в гражданских отраслях промышленности, а также более 80 организаций прямого управления. В портфель Ростеха входят такие известные бренды, как АВТОВАЗ, КАМАЗ, Концерн Калашников, «Вертолёты России», ВСМПО-АВИСМА, Уралвагонзавод и т. д. Организации Ростеха расположены на территории 60 субъектов РФ и поставляют продукцию на рынки более 70 стран. Консолидированная выручка Ростеха в 2016 году достигла 1 трлн. 266 млрд. рублей, консолидированная чистая — 88 млрд. рублей, а EBITDA — 268 млрд. рублей. Заработная плата в среднем по Корпорации в 2016 году составила 44 000 рублей. Согласно стратегии Ростеха, основной задачей Корпорации является обеспечение технологического преимущества России на высококонкурентных мировых рынках. Одной из ключевых задач Ростеха является внедрение нового технологического уклада и цифровизация российской экономики.​


Печатать 

Возврат к списку

devider