Тема 2. Материалы деталей гтд

2.1. Требования к материалам деталей

Прогресс в создании и совершенствовании газотурбинных двигателей в значительной мере определяется достижениями в области разработки эффективных материалов для деталей.

Основными требованиями к материалам, используемым для изготовления деталей ГТД, являются:

- высокая прочность, жаропрочность и жаростойкость,

- сопротивление коррозии,

- стабильность механических свойств,

- хорошая обрабатываемость современными методами заготовительного производства, размерной обработки, сварки и т.д.

Новым поколениям авиационных ГТД необходимы материалы:

- с рабочей температурой до 2000 °С (для горячей части ГТД),

- коэффициентом температурного расширения, близким к нулю,

- ресурсом работы в сильно окислительной атмосфере до 1000 и более часов.

Основными материалами, исполь­зуемыми в настоящее время для изготовления ГТД, являются:

- высоко­прочные стали,

- титановые сплавы,

- сплавы на никелевой основе.

Остальные материалы (алюминиевые сплавы, полимерные композиционные материалы и др.) применяются значительно в меньшей степени.

Выбор конкретного материала для деталей ГТД зависит от условий их работы (табл. 2.1).

Таблица 2.1. Применение материалов для деталей ГТД

№ п/п	Наименование материала	Марка материала	Рабочая Tmax , °С	Коэф. обраба-тывае-мости	Назначение
0	1	2	3	4	5
1	Теплостойкие стали	12ХН3А, 18Х2Н4ВА, 20Х3МВФХ5М	до 550	0,8	Шестерни, валы, цапфы, муфты
2	Нержавеющие (Cr ≥12%) высокохромистые стали	12Х18Н9, 08Х17Н5М3 и др.	до 580	0,5	Детали крепежа, в качестве листовых материалов и др.
3	Жаростойкие и жаропрочные хромоникелевые и хромоникелемарган-цовистые стали	ЭИ835, 15Х12Н2М2ВФАБ и др.	до 650	0,3	Лопатки, диски и валы компрессора, детали крепежа
4	Жаропрочные: а) деформируемые сплавы; б) литейные сплавы	ХН77ТЮ, ЭИ827, Х20Н80Т ЖС6К, ВЖ32-Л2	до 900 до 1000	0,1 0,1	Лопатки и диски турбины, основная и форсажная камеры сгорания
5	Титановые сплавы	ВТ6	50-350	0.1	Диски, лопатки и детали статора вентилятора КНД
		ВТ8-1, ВТ8М-1	300-500		Диски и лопатки ротора КНД
		ВТ25У	450-550		Диски и лопатки ротора КВД
		ВТ18У	550-600		Лопатки ротора КВД
6	Тугоплавкие металлы и сплавы	W, Nb, Ta, Mo, Be	≥1000	0,1…0,3	Детали горячей части ГТД