Стойкость жаропрочных иттрий содержащих уплотнительных покрытий к механическому разрушению при формировании траекторий резания.
Авторы
DOI:
https://doi.org/10.31489/2024No3/81-92Ключевые слова:
герметизирующее покрытие, ионно-плазменный метод, газопламенный метод, механическая стойкость к разрушению, следы резания, высокотемпературное нагружение, иттрий, механическая стойкость, газотурбинные двигателиАннотация
По результатам триботехнических испытаний покрытий из лигатуры сплава КНА-82 с добавкой иттрия 0,1%, 0,3%, 0,5% получены данные, позволяющие установить характер изменения динамического коэффициента трения за период испытаний и многочисленные значения энергоемкости износа материала. Проведена оценка покрытий, сформированных газопламенным и ионно-плазменным методом, которая основывалась на том, что максимальная стойкость к механическому разрушению будет определяться проявлением постоянного минимального значения динамического коэффициента трения, как признака меньшей силы трения до достижения предела выносливости, и количеством отделившихся частиц, на долю которых приходится производство единицы интегральной работы трения. Данные параметры оценки выстроены в ряд по количеству баллов от 1 до 4. Максимальному баллу соответствует максимальная стойкость, т. е. меньшее значение энергоемкости износа материала и минимальное значение стабильного коэффициента трения. Определено, что такое же совпадение этих параметров по баллам практически на всех этапах испытаний (I-III) имело покрытие, сформированное газопламенным методом с концентрацией иттрия 0,3%-0,5%. Исключение составило покрытие, сформированное ионно-плазменным методом с концентрацией иттрия 0,1% на четвертом этапе испытаний.
Библиографические ссылки
Čížek M., Pátek Z. (2020) On CFD investigation of radial clearance of labyrinth seals of a turbine engine. Acta Polytechnica, 60(1), 38–48. DOI: 10.14311/ap.2020.60.0038.
Yu B., Ke H., Shen E., Zhang T. (2020) A review of blade tip clearance–measuring technologies for gas turbine engines. Measurement and Control, 53(3-4), 339–357. DOI: 10.1177/0020294019877514.
Zhang B., Li J., Li W., Ji H. (2021) Influence of Geometric Tooth Shape Parameters of Labyrinth Seals on the Flow Law and the Algorithm for Designing Straight Grate Teeth. Russian Physics Journal, 64(6), 1122–1129. DOI:10.1007/s11182-021-02432-0.
Enache M., Carlanescu R., Mangra A., Florean F., Kuncser R. (2021) Investigation of Flow through a Labyrinth Seal. Incas Bulletin, 13(2), 51–58. DOI: 10.13111/2066-8201.2021.13.2.6.
Dai X., Yan X., He K., Li J., Feng Z. (2020) Numerical Investigations of Leakage Performance Degradations in Labyrinth and Flexible Seals Due to Wear. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 143 (5). DOI:10.1115/1.4049008.
Ullah A., Khan A., Bao Z.B., Yang, Y.F., Xu M.M., Zhu S.L., Wang F.H. (2021) Temperature Effect on Early Oxidation Behavior of NiCoCrAlY Coatings: Microstructure and Phase Transformation. Acta Metallurgica Sinica (English Letters), 35(6). DOI: 10.1007/s40195-021-01310-5.
Hao E., Zhao X., An Y., Deng W., Zhou H., Chen J. (2019) The effect of pre-oxidation on microstructure, mechanical properties and high-temperature tribological behaviors of HVOF-sprayed NiCoCrAlYTa coating. Applied Surface Science, 489, 187–197. DOI: 10.1016/j.apsusc.2019.05.334.
Jojith R., Sam M., Radhika N. (2021) Recent advances in tribological behavior of functionally graded composites: A review. Engineering Science and Technology, an International Journal, 25(5). DOI:10.1016/j.jestch.2021.05.003.
Szala M., Walczak M., Świetlicki A. (2021) Effect of Microstructure and Hardness on Cavitation Erosion and Dry Sliding Wear of HVOF Deposited CoNiCrAlY, NiCoCrAlY and NiCrMoNbTa Coatings. Materials, 15(1), 93. DOI: 10.3390/ma15010093.
Elsaß M., Kontermann C., Oechsner M. (2021) Temperature influence on the development of interdiffusion phenomena in MCrAlY‐coated nickel‐based superalloys. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, 52(2), 248–260. DOI: 10.1002/mawe.202000270.
Paul S. (2017) Stiffness of Plasma Sprayed Thermal Barrier Coatings. Coatings, 7(5), 68. DOI:10.3390/coatings7050068.
Wu Y., Li Y., Xu Y., Kang M., Wang J., Sun B. (2021) Unveiling the mechanism of yttrium-related microstructure inhibiting or promoting high-temperature oxidation based on Ni-Al-Y alloys. Acta Materialia, 211, 116879. DOI: 10.1016/j.actamat.2021.116879.
Wu Y., Li Y., Xu Y., Kang M., Wang J., Sun B. (2021b) Unveiling the precipitation-induced high-temperature oxidation behavior in a Ni-Al-Y alloy. Materials Letters, 297, 129977. DOI: 10.1016/j.matlet.2021.129977.
Boguslaiev V.O., Greshta V.L., Kubich V.I., Tkach D.V., Fasol Y.O., Lekhovitser V.O. (2020) Effect of alloying heat-resistant packing coatings on their tribotechnical, physical and mechanical properties. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (6), 41–47. DOI: 10.33271/nvngu/2020-6/041.
Boguslaev V.O., Greshta V.L., Tkach D.V., Kubich V.I., Sotnikov E.G., Lekhovitser Z.V., Klymov O.V. (2019) Evaluation of the Tribotechnical Characteristics of Therma-Barrier Sealing Coatings under Critical Loads. Journal of Friction and Wear, 40(1), 80–87. DOI:10.3103/s1068366619010033.
