Разработка подходов и способов создания материалов на основе легированных гамма-алюминидов титана с упорядоченной наноструктурой для применения в жаропрочных компонентах газотурбинных двигателей

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 27.06.2014 № 14.575.21.0042 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на этапе № 5 в период с 01.07.2016 по 31.12.2016 выполнялись следующие работы:

  • Проведено обобщение теоретических и экспериментальных работ, оценка полноты их выполнения и эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем.
  • Разработан лабораторный технологический регламент на процесс получения экспериментальных образцов лёгкого жаропрочного материала на интерметаллидной основе (гамма-алюминид титана с комплексным многокомпонентным легированием).
  • Разработан проект технического задания на проведение ОТР.
  • Разработаны рекомендации и предложения по использованию результатов проведенной ПНИ в реальном секторе экономики.

При этом были получены следующие результаты:

Итоговое комплексное рассмотрение структурно-фазовых, композиционных и прочностных параметров экспериментального микроструктурированного жаропрочного сплава Ti-44Al-5Nb-3Cr-1.5Zr (ат.%) позволяет сделать вывод о том, что полученный в результате разработанной высокоэффективной лабораторной технологии материал полностью удовлетворяет достижению целей ПНИ и в целом соответствует (превосходя по параметрам прочности и низкотемпературной пластичности) лучшим зарубежным образцам аналогичных сплавов, предназначенных для экстремальных условий применения в составе турбин авиационных двигателей. Показано, что наработанный в лабораторных условиях сплав удовлетворяет требованиям современного авиационного турбостроения по микроструктуре и жаропрочности.

Окончательный вариант лабораторного регламента предусматривает обработку сплава Ti-44Al-5Nb-3Cr-1.5Zr (ат.%), показавшего наилучшие свойства из 6 разработанных в проекте интерметаллических составов.

Проведена краткая оценка возможности создания конкурентоспособной продукции на основе достигнутых результатов ПНИ и разработаны рекомендации по использованию этих результатов. Ситуация с созданием высокоэффективных авиационных двигателей в России оценена как отставание, приводящее к устойчивой тенденции установки зарубежных двигателей на воздушные суда российского производства. Исполнители ПНИ считают, что повышение конкурентноспособности отечественного авиадвигателестроения возможно в рамках созданной Национальной Технологической Платформы (НТП) «Авиационная мобильность и авиационные технологии». Отмечено, что цели, объекты исследований, высокотехнологичных разработок, применяемых в настоящем проекте, и полученные результаты целиком отвечают задачам НТП, а также Национального проекта «Самолет-2020, МС-21» в части создания перспективных материалов для жаропрочных компонентов высокоэффективного авиационного двигателя.

Исходя из успешности и актуальности ПНИ, предложено использовать её результаты для постановки опытно-технологической работы (ОТР) по разработке технологии изготовления заготовок Ti-44Al-5Nb-3Cr-1.5Zr для турбинных лопаток методом высокоградиентной направленной бестигельной кристаллизации.

Поделиться