в полете и при сбросах, что
резко увеличивает различие в скоростях нагрева и охлаждения
лопаток.
Перепады температур в лопатках
вызывают при этом термомеханическую усталость, определяющую характер
разрушения этих лопаток. Поскольку она проявляется в виде трещин по
границам зерен, ориентированных поперек от нагружения в металле с
равноосной микроструктурой, основным направлением повышения
долговечности лопаток является переход на лопатки с направленной и
монокристаллической структурой
Таким образом, материал для
рабочих лопаток должен хорошо сопротивляться ползучести, МЦУ, газовой
коррозии и окислению, иметь высокие пределы прочности и текучести, иметь
хорошую вязкость.
Турбинные диски. В
этих дисках действуют радиальные центробежные и тангенциальные
растягивающие усилия. Пуски и остановки вызывают в дисках явление МЦУ.
Число циклов до разрушения определяется при этом как зарождением трещин
размером 0,8 мм, так и ростом этих трещин под действием циклических
нагрузок. Обозначается это число циклов как Nq 8. Работают диски обычно
при температурах 650 °С. а в современных авиадвигателях до 750 °С.
Разрушаются диски, когда уровень напряжений приближается к 0,9
ав.
Таким образом, материал для
дисков должен обладать высокой долговременной прочностью при
температурах порядка 650...750°С, иметь высокую вязкость разрушения при
этих температурах и хорошее сопротивление МЦУ.
Основными служебными
характеристиками жаропрочных сплавов являются: длительная прочность,
длительная ползучесть, длительная пластичность, надежность (вероятность
неразрушения).
Длительная прочность.
Под этим термином понимается либо долговечность (т ), т. е.
время до разрушения в условиях ползучести при данной температуре
(Т) и
данной нагрузке (а), либо предел длительной прочности — напряжение
разрушения при данной температуре и данном времени (ofoo —
предел длительной прочности при 650 °С за 100 ч).
Долговечность (в часах) связана с
температурой и нагрузкой [2]:
(5.D
Для суперсплавов m =
0...2; п = 3; Ъ = (25...35) • 103 К; с = 5...9 К/МПа-В среднем для никелевых
суперсплавов 6=31 000 К и с
= 7 К/МПа-величина а для традиционных дисковых сплавов лежит в
предела* (-23...-22,5), а для лопаточных и современных дисковых сплавов в
пре' делах (-20,5...-20).