Лопатки керамические

Наиболее эффективно влияет нанесение на лопатки керамических покрытий. Малоэффективными являются конденсационные покрытия системы Ме-Сг-А1-У. Значительное уменьшение скорости эрозии обнаружено для алюминидных покрытий (рис. 5.23). Зависимость скорости эрозии от угла потока для алюминидных покрытий та же, что и для сплавов (рис. 5.24). [c.399]

Для исследования деформаций в деталях, работающих при высоких температурах (лопатки турбин), а также для изучения термических напряжений используют хрупкие керамические покрытия, наносимые на поверхность детали горячим распылением. [c.159]

Равноосная структура. Равноосная структура формируется при кристаллизации отливки в литейных песчаных формах с малой интенсивностью охлаждения. Характерным примером является затвердевание сплава (для изготовления лопатки) в керамических формах с огнеупорными наполнителями (шамотом, кварцем и др., см. рис. 104, в). [c.416]

Керамические стержни, используемые для образования внутренней полости лопатки ГТД, существенно отличаются по геометрическим размерам и конфигурации от размеров фарфоровых изделий. [c.448]

Залитые керамические формы после охлаждения поступают на участок отбивки керамики, а блоки с лопатками - на участок обрезки литниково-питающей системы. Обрезку литников осуществляют на специальных станках. Очистку поверхности литых лопаток производят электрокорундом в специальной камере. [c.457]

Повышение рабочих температур газовых турбин, как известно, существенно увеличивает их термическую эффективность и предельную мощность. К сожалению, возможности создания теплостойких материалов ограничены, ибо возрастание допустимых температур нагрева металла идет в замедляющемся темпе. Попытки изготовлять рабочие лопатки из керамических и металлокерамических материалов пока не дали положительных результатов. Поэтому основная возможность существенно увеличить рабочие температуры газовых турбин связана с применением охлаждаемых деталей. Охлаждение отдельных деталей может применяться и в случаях, когда не предусматривается увеличение рабочих температур, например в целях замены дорогостоящих аустенитных сталей. [c.102]

Литье по выплавляемым моделям До 0,15 Высоколегированные стали и сплавы (за исключением щелочных металлов, реагирующих с кремнеземом облицовочного слоя) Лопатки турбин, клапаны, дюзы, шестерни, режущий инструмент, детали приборов. Керамические стержни позволяют изготовлять отливки толщиной 0,3 мм и отверстия диаметром до 2 мм [c.118]

Увеличение температуры газа прежде всего ограничивается прочностью рабочих лопаток турбины. Решение задачи повышения температуры газа при сохранении необходимой надежности работы элементов газовой турбины идет по двум направлениям дальнейшее повышение жаропрочности и жаростойкости материалов, а также разработка керамических и спеченных материалов для турбинных лопаток. Опыт показывает, что решение этой проблемы связано с большими трудностями. Средний темп прироста температуры газа благодаря повышению жаропрочности металлических материалов за последние 20 лет не превышает 10 К в год. В настояш,ее время турбинные лопатки, выполненные из лучших литых сплавов на основе никеля и кобальта, могут работать длительное время без охлаждения при температуре газа не выше 1250 К. [c.188]

В технике нет другой детали, работающей в таких сложны и ответственных условиях, как лопатки газовых турбин турбореактивных двигателей. Для перехода к новому поколению газотурбинных двигателей необходимы конструкционные материалы, имеющие на 20 % более высокие прочность и твердость, на 50 % более высокую вязкость разрушения и вдвое большую износостойкость. Натурные испытания показали, что использование в газовых турбинах нанокристаллических жаропрочных сплавов обеспечивает по меньшей мере половину требуемого повышения свойств. Керамические наноматериалы широко ис- [c.12]

Рис.15.3. Типичная конфигурация и разрез керамического литейного стержи турбинной лопатки с воздушным охлаждением

Возникновение термических узлов подавляют перенаправлением потока поступающего жидкого металла это позволяет ослабить удары жидкого металла о стенку изложницы и теплопередачу от металла к этой стенке. При литье турбинных лопаток основная питательная система задействована на корневую часть лопатки и смоделирована на базе опыта, полученного в работе с аналогичными формами отливок. В ободной части (по концам лопаток) обычно имеется своя питательная система, призванная обеспечить сплошность особенно в тех местах, где ободная часть переходит в перо и где действующие напряжения высоки. Для лопаток низкого давления, работающих в крупных промышленных турбинах, могут потребоваться локальные питатели в отдельных участках пера. Однако такая мера нежелательна по ряду причин, в том числе из-за дороговизны операций по устранению литников, потенциальной опасности нарушить заданные размеры лопатки в процессе ее доводки, возникновения неблагоприятных металлургических особенностей, например столбчатых зерен, которые обычно появляются в пере под питателями. Раньше для сохранения тепла в подогретой оболочковой изложнице ее заворачивали в теплоизолирующие покровы. Сегодня, однако, дополнительные керамические слои в стенках изложниц заменили теплоизолирующие обертки как средство для управления процессом затвердевания и усиленного питания отливки. В качестве теплоизолирующих материалов на смену асбестовым пришли, щиты и покровы на основе кремнеземных волокон. [c.175]

Некоторые отливки невозможно получить без применения керамических форм и стержней (например, лопатки турбин с тонкими каналами большой протяженности, элементы волноводов, колеса турбин и насосов). Этот метод находит также широкое применение при выполнении художественного литья. Детали из некоторых сплавов на никелевой и титановой основах можно получать только литьем в керамические формы. [c.389]

Преимуществом керамических КМ, армированных волокнами Si , является химическое сродство матрицы и наполнителя, близкие значения модулей упругости, коэффициентов линейного расширения. Совместимость матрицы и наполнителя в этих КМ обеспечивает высокую прочность связи между ними, что в сочетании со стойкостью к окислению при высоких температурах позволяет их использовать для ответственных тяжело нагруженных изделий (высокотемпературные подшипники уплотнений, направляющие и рабочие лопатки газотурбинных двигателей, носовые обтекатели ракет и т.д.). [c.462]

Обычно используется метод Бриджмена, в котором керамический сосуд с расплавом, имеющий форму готового изделия, например турбинной лопатки, опускается из печи сопротивления или индукционной печи. Отвод тепла, обеспечивающий кристаллизацию, осуществляет медный поддон, охлаждаемый водой. Повысить температурный градиент можно погружением охлаждаемого конца изделия в жидкое олово [32]. Значительно более высокую скорость кристаллизации получают методом зонной индукционной или электроннолучевой плавки, ограниченным, однако, возможностью кристаллизации только стержней диаметром до 10 мм и длиной до 150 мм. Направленная кристаллизация происходит при наличии плоского фронта кристаллизации и обеспечивается достаточно большим отношением температурного градиента G к скорости кристаллизации V [c.171]

Рис. 1.2. Лопатка соплового аппарата ТРД, отливаемая в керамическую форму

Смешивают компоненты в ручных или механических смесителях, что определяется количеством потребляемого клея. Небольшие порции клея можно приготовлять вручную в эмалированной или керамической емкости с помощью шпателя или деревянного весла (лопатки). [c.195]

Необходимое количество слоев керамического покрытия выбирают от 5 до 12 в зависимости от габаритов лопатки. Для приготовления керамической суспензии применяют установку модели 661, изготовленную заводом Литмаш (г. Тирасполь). Производительность ее составляет 40 л/ч. [c.226]

Данная технология изготовления керамических стержней обладает следующими недостатками. Стержни оказываются либо рыхлыми, либо деформированными в процессе литья, что нарушает требуемую геометрию лопаток. Она приемлема только для литья полых лопаток простой конфигурации (см. рис. 113, 6). Получать полые лопатки с минимальными отверстиями 0 = 0,5-1,0 мм и глубокими пазами с длиной пера 100 - 120 мм практически невозможно. При изготовлении стержней соотношения между диаметром и длиной отверстия, а также глубина пазов и друшх полостей должны быть такими, чтобы обеспечить получение качественной керамической формы. При нанесении слоя оболочки глубокие и узкие части моделей с трудом заполняются суспензией и полученный слой практически невозможно обсыпать огнеупорным материалом. Суспензия, скопившаяся в отверстиях и пазах, отверждается очень долго из-за трудности удаления продуктов испарения. [c.234]

Вставляемые керамические стержни широко используют при производстве точных отливок, например, турбинных охлаждаемых лопаток для авиационных двигателей. На рис. 114 представлена лопатка, отлитая с применением вставных керамических стержней, производимых на ОАО УМПО . Лопатка с циклонно-вихре-вой системой охлаждения имеет сложную внутреннюю поверхность с многочисленными пересекающимися ребрами (в количестве 18), с перемычками шириной 0,38 - 0,5 мм, с отверстиями 0,8 - 0,9 мм, пера лопатки длиной 100 мм. Элементы оболочковой 4юрмы со стержнями представлены на рис. 87. [c.235]

Обожженные керамические стержни контролируются визуально на наличие трещин, сколов, раковин и других наружных дефектов. Профиль стержня контролируется шаблонами и специальными приборами ПОМКЛ-4, применяемыми при изготовлении лопатки [c.238]

На рис. 204 представлена макроструктура лопатки с равноосной структурой из жаропрочного сплава ВЖЛ12У. Керамическую оболочковую форму изготовляли из маршаллита, при заливке использовали сухой наполнитель - кварцевый песок. В этом варианте (рис. 205) теплоемкость формы В1ф значительно больше, чем теплоемкость с отливки Bio, ч -е. данный вариант способствует формированию равноосной структуры лопатки. [c.417]

Для проведения экспериментальных и исследовательских работ по ремонту лопаток ГТД из сплава ЖС6К исследовали качество лопатки из-за наличия большого количества дефектов, таких, как поры, раковины, трещин, керамические включения и пленки. При этом [c.443]

Двигатель АЛ-31Ф требователен к технологическим процессам изготовления и к допускам на размеры деталей, что, в свою очередь, потребовало значительного технического перевооружения производства, особенно внедрения новых технологий в литейном производстве. Задача освоения технологии изготовления новой конструкции авиационного двигателя АЛ-31Ф потребовала новых конструкций охлаждаемых лопаток. Методом литья на ОАО УМ-ПО внедрялись рабочие турбинные лопатки без припуска по перу конструкции штырковой (на первом этапе 1980 - 1985 гг.) и с циклонно-вихревой системой охлаждения (на втором этапе 1980 -1990 гг.). Конструкции их показаны на рис. 114. Наиболее сложная последняя конструкция с многочисленными перемычками с тонкими ребрами. Она имеет 19 охлаждаемых каналов, расположенных по углом 30° к оси лопатки, пятнадцатью перемычками и десятью отверстиями диаметром 0,85 - 0,95 мм, а длина отливки 150 мм, что значительно усложнило задачу изготовления керамических стержней по сравнению с отливкой первого варианта (см. рис. 204). [c.446]

Шестимсстный блок керамической формы позволил увеличить массу жидкого сплава до 8 кг по сравнению с двухместным блоком, имеющим массу 3,6 кг в первоначальном варианте. Изготовленная конструкция литниковой системы позволяет заливать металл сверху и в торец замка лопатки. [c.456]

Литье лопаток осуществлялось в керамические оболочковые формы без опорного наполнителя. Формирование керамической формы проводили методом окунания в керамическую суспензию на модельный блок с последующей обсыпкой и сушкой каждого слоя (см. рис. 109). Для формирования первого и второго слюев применяли электрокорунд марок М5, М10 и М40, а для последующих слоев - дистен-силиманитовый концентрат. Количество нанесенных слоев составило 9 - 12 в зависимости от габаритов лопатки. Подробная технология изготовления формы приведена в п. 7.7. [c.456]

После очистки и 100%-ного визуального контроля лопатки поступают в отделение удаления керамических стержней. Стержни из отлитых лопаток удаляли за один или два цикла в течение 40 -120 мин в растворе бифторийа калия. Контроль полноты удаления керамического стержня из полости лопаток проводили визуально и рентгеновским просвечиванием на пленку. [c.457]

Керамической основой в кермете служат окислы и металлоподобные соедИ нения карбиды, бориды, силициды и нитриды — таких переходных металлов, как Si, Ti, Zr, Mo и др. Металлической составляющей служаг сплавы группы железа, хром, алюминий. Из керметов на базе карбида титана изготовляют, например, диски и лопатки газовых турбин. Прекрасными материалами с высо кими жаропрочностью и жаростойкостью являются керметы на основе боридов переходных металлов и керметы на оксидной основе. [c.370]

Пластинчатые элементы, состоящие из обогащенного урана, сплавленного с цирконием, и цилиндрические стержневые, в которых находятся керамические таблетки природной двуокиси урана, защищены от теплоносителя оболочками, изготовленными из цир-калоя 2. Основным конструкционным материалом для образования второго контура является преимущественно углеродистая сталь. Из нержавеющей стали изготовлены лишь змеевики пароперегревателей и лопатки турбин. Медные сплавы (преимущественно латуни) используются для изготовления трубок подогревателей и конденсаторов турбин, а также для различных деталей насосов и клапанов. [c.304]

Другим путем совершенствования перспективных двигателей является применение в конструкции силовой установки новых материалов, и в том числе композиционных. Первоначально такие композиционные материалы, как борные и углеродные волокна в полимерной или дуралюминовой матрице, будут, вероятно, применяться в относительно холодных узлах и элементах двигателя (например, лопатки вентилятора и компрессора низкого давления, панели мотогондолы и т. д.). Затем композиционные материалы с более высокими характеристиками (волокна бора и окиси алюминия в матрицах из титана, никеля и ниобия, а также эвтектические сверхсплавы с направленной кристаллизацией) станут использоваться в горячих узлах и элементах двигателя. Применение стальных сплавов в конструкции двигателей будет постепенно уменьшаться, а вместо них увеличится доля сплавов на основе титана и никеля [13]. Многие иностранные фирмы предполагают также использование теплозащитных покрытий, жаростойких и легких керамических материалов в конструкции турбины двигателя, в частности для сопловых лопаток. [c.219]

Перспективы использования ТЗБП на лопатках газовых турбин зависят от того, насколько успешным будут предпринимаемые в настоящее время усилия по улучшению характеристик и повышению надежности покрытий. При предельных эксплуатационных режимах температура поверхности лопастей турбинных лопаток (т.е. поверхности внешнего керамического слоя) будет превышать максимально допустимую рабочую температуру металла подложки, лежащей под покрытием, что делает постоянное наличие сплошного верхнего керамического слоя покрытия критически важным фактором. Таким образом, следует внимательно отнестись к необходимости проведения реалистичных циклических испытаний и особое значение при этом приобретают натурные испытания в двигателях. Пока что получено мало информации о результатах натурных испытаний лопастей с ТЗБП. Именно это и будет представлять наибольший интерес в ближайшие десять лет. [c.120]

Зернограничные трещины в отливках со столбчатой структурой. Если требуется изготовить отливку для полой воздухоохлаждаемой турбинной лопатки, применяют керамический литейный стержень, который впоследствии выщелачивают с помощью этого стержня придают полости требуемые размеры. Коэффициент термического расширения стержня 244 [c.244]

Литье по выплавляемым моделям (ЛВМ) — это процесс получения отливок в неразъемных разовых огнеупорных формах, изготавливаемых с помощью моделей из легкоплавящихся, выжигаемых или растворяемых составов. Используют как оболочковые (керамические), так и монолитные (гипсовые) формы. Таким образом, рабочая полость формы образуется выплавлением, растворением или выжиганием модели. Отливки, полученные методом ЛВМ, мало отличаются (по размерам и форме) от готовой детали. Этим способом можно получать сложные тонкостенные детали (например, охлаждаемые лопатки ГТД, художественные и ювелирные изделия). Литье по выплавляемым моделям осуществляют различными способами заливки свободной, центробежной, под низким давлением, с использованием направленной кристаллизации. [c.327]

Рис. 15.7. Схема керамической формы для монокристаллическо-го литья лопатки от затравки

Рабочие лопатки первой и второй ступеней ГТ выполнены монокристал-лическими, третьей и четвертой — с равноосным литьем. Сопловые лопатки защищены керамическими термобарьерными покрытиями толщиной 0,25 мм наружный слой из ZrOj, внутренний — металлическая композиция из марганца, хрома, алюминия, иттрия. [c.241]

До недавнего времени лопатки газовых турбин изготовляли из жаропрочных сплавов путем направленной кристаллизации в стационарную керамическую выплавляемую форму описание этого метода дано Верснайдером и Шэнком [68]. [c.160]

Применение титановых сплавов. Вхимической и бумажной промышленности реакторы для агрессивных сред, выпарные аппараты, насосы, теплообменники, вентили, центрифуги, опреснительные установки. В пищевой промышленности котлы, холодильники, резервуары для органических кислот и ряда пищевых сред. В авиастроении каркас и обшивка самолетов, топливные баки, компрессоры реактивных двигателей. В турбостроении диски и лопатки турбин. В судостроении обшивка корпусов судов, гребные винты, насосы. В нефтяном машиностроении трубы, используемые при бурении, облицовка стальных эстакад. В электронной и вакуумной технике газопоглотители, детали электронновакуумных приборов, конденсаторы, металло-керамические лампы. В медицинской промышленности аппаратура для изготовления медикаментов, медицинские инструменты, внутренние протезы. [c.547]

Техническая керамика (в отличие от строительной и бытовой) используется в машиностроении. Из нее изготавливают конструкционные высокотемпературные детали (корпуса, зубчатые колеса, турбинные лопатки) элементы режущих инструментов (резцы) конденсаторы, резонаторы, резистивные детали,- основания интегральных схем химически стойкие фильеры, детали насосов, реакторов электроизоляционные детали [5]. Техническая керамика разнообразна — это оксидная (например, на основе оксида алюминия или бериллия), бескислородная (например, карбид кремния), силикатная и шпинельная, титаносодержащая (на основе диоксида титана и титаната бария) керамика структура технологий производства керамических заготовок из любых перечисленных масс в принципе одаотипна синтез массы, помол и смешение, приготовление полуфабриката (керамической порошкообразной массы со с вязкой), формование изделия, обжиг. [c.579]

Отливки сложной конфигурации (лопатки турбин, шестерни, режущий инструмент, детали приборов) для обеспечения плотности металла в отливке применяют центр обежный способ заливки металла или цептро-бежно Вакуумный. Керамические стержни позволяют получать стенки толщиной 0,3 мм и отверстия диаметром до 2 мм [c.100]

В конструкции ГТД наиболее ответственной деталью является керамический ротор, испытывающий в процессе работы наиболее значительные механические и термические напряжения. Сейчас рассматриваются несколько вариантов его конструкции металлический диск с керамическими лопатками (как правило, на первом этапе работает до температур приблизительно 1500 К), керамический диск с керамическими лопатками, монолитный цельнокерамический ротор и др. [2]. [c.764]

Одним из путей значительного повышения температуры газа перед турбиной с использованием неохлаждаемых сопловых и рабочих лопаток является использование керамических материалов—таких как нитрид кремния и карбид кремния. Так, для модификации ТВД фирма Герритт разработала конструкцию двух ступеней из трех с короткими (высотой около 20 мм) керамическими сопловыми и рабочими лопатками. На рис. 4.18 показаны сопловая лопатка и рабочая лопатка с хвостовиком для соединения с диском типа ласточкин хвост . Учитывая, что керамика расширяется незначительно, при установке рабочих лопаток в диск предусмотрена возможность расширения перемычек диска при росте температуры благодаря легкодеформируемой, либо упругой прокладке, которая располагается между основанием паза и нижней плоскостью хвостовика. [c.157]

Керамические лопатки позволяют работать при температуре газа Г = 1300 К, а в перспективе довести ее до Т 1С00 К, снизить расход дефицитных материалов и издержки производства, а также несколько повысить экономичность. [c.157]

Рис. 4.18. Керамические сопловая (а) и рабочая (б) лопатки ТВД Т76 фирмы Территт

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...