В Институте проблем машиностроения РАН – филиале ИПФ РАН – впервые предложен к использованию и внедрен метод импульсной микронаплавки для восстановления высокотемпературных газовых турбин. Метод позволяет восстанавливать геометрические размеры и дефектные зоны монокристаллических лопаток газовых турбин, возникающие в процессе их длительной эксплуатации при высоких температурах, в то время как до применения этого метода изношенные лопатки заменялись целиком, а для восстановления других деталей турбин использовался метод аргоно-дуговой наплавки.
Проведены сравнительные исследования по влиянию процессов импульсной микронаплавки и аргоно-дуговой наплавки (жаропрочным присадочным материалом ЭП 648) на микроструктуру и твердость наплавленной и околошовной зон. Показаны преимущества импульсной микронаплавки перед аргоно-дуговой наплавкой: отсутствие зоны термического влияния, сохранение дендритной микроструктуры и механических характеристик монокристаллического сплава. Наплавленный слой характеризуется столбчатой микроструктурой зерен, бездефектной границей раздела с высокой адгезионной прочностью и микротвердостью, близкой к микротвердости основного материала.
Рисунок 1 - Внешний вид образца (а), столбчатая микроструктура наплавленного металла (б) и микроструктура основного материала (в) после импульсной микронаплавки
После аргоно-дуговой наплавки тем же присадочным материалом наплавленный металл (с дендритным строением и повышенной микротвердостью) имеет несплошности на границе раздела и выраженную зону термического влияния (толщиной около 250 мкм).
Рисунок 2 - Внешний вид образца (а), дендритная микроструктура наплавленного металла (б) и зона термического влияния в основном материале (в) после аргоно-дуговой наплавки
Рисунок 3 - Рабочая лопатка SGT-800 Siemens после эксплуатации (а) и восстановления методом импульсной микронаплавки (б)
Метод импульсной микронаплавки внедрен в ООО «Ситиэнерго» (г. Москва) в составе ресурсосберегающей технологии (увеличение ресурса в 2 раза) рабочих лопаток газовых турбин SGT-800 Siemens.
Авторы: Ю.П. Тарасенко, И.Н. Царева, О.Б. Бердник, Л.А. Кривина, С.В. Кириков, Я.А. Фель (ИПМ РАН)
