Экспериментальное исследование образцов-имитаторов биметаллического моноколеса высокотемпературной турбины с охлаждаемыми лопатками для перспективных газотурбинных двигателей

Традиционный подход к конструированию рабочих колёс турбин, основанный на применении замковых соединений лопаток с диском, не позволяет совершенствовать конструкции в направлении увеличения долговечности, уменьшения массы колеса и в целом увеличения эффективности. Эта проблема может быть решена использованием разнородных материалов в интегральной конструкции колеса в виде биметаллического блиска. Для исследования прочностной надёжности рабочего колеса высокотемпературной турбины, образованного соединением полых лопаток с дисковой частью с помощью методов гранульной металлургии, разработаны и изготовлены образцы-имитаторы, включающие диффузионное соединение охлаждаемой лопатки турбины высокого давления из монокристаллического сплава с элементом дисковой части из жаропрочного никелевого гранулируемого сплава. Разработана капсульная оснастка для изготовления образцов-имитаторов, обеспечивающая герметичность зоны соединения элементов моноколеса и сохранение каналов охлаждения в лопатках в процессе горячего изостатического прессования. Проведены исследования макро- и микроструктуры зон соединения элементов конструкции. Проведены предварительные испытания образцов-имитаторов на многоцикловую усталость, в результате которых установлено, что трещины усталости зарождались в материале лопатки, а зона диффузионного соединения двух сплавов в условиях испытаний оказалась прочнее материала лопатки.