Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Влияние длительности высокотемпературного воздействия водорода на химический состав поверхностного и внутреннего слоев никелевого сплава ВВ751П

Владимир Зотович Пойлов, Александр Леонидович Казанцев, Дарья Дмитриевна Фомина, Павел Валерьевич Сковородников

Аннотация


Исследовано влияние длительности воздействия водорода на химический состав поверхностного и внутреннего слоев жаропрочного никелевого сплава ВВ751П, применяемого для изготовления дисков авиационных двигателей. Проведена обработка образцов в атмосфере водорода при 1473 К в течение 0, 15, 30 и 60 мин. Установлено, что с увеличением длительности выдержки в атмосфере водорода в поверхностном слое сплава происходит изменение элементного состава и структуры. При этом многократно возрастает содержание кислорода, алюминия, титана, хрома и ниобия, а также образуются микрочастицы никеля шаровидной формы размерами 0,5 – 3,0 мкм. Состав внутренних слоев сплава ВВ751П изменяется незначительно, что свидетельствует о блокировании процесса окисления во внешнем слое и отсутствии проникновения фронта окисления внутрь сплава.


Ключевые слова


жаропрочный никелевый сплав; газотурбинная установка; диски авиационного двигателя; водород; высокая температура

Полный текст:

PDF

Литература


Katrin Oesingmann, Wolfgang Grimme, Janina Scheelhaase. Hydrogen in aviation: A simulation of demand, price dynamics, and CO2 emission reduction potentials // Int. J. Hydrog. Energy. 2024. V. 64. P. 633 – 642. DOI: 10.1016/j.ijhydene. 2024.03.241

Jonas Martin, Anne Neumann, Anders Ødegard. Renewable hydrogen and synthetic fuels versus fossil fuels for trucking, shipping and aviation: A holistic cost model // Renew. Sust. Energ. Rev. 2023. V. 186. Art. 113637. DOI: 10.1016/j.rser. 2023.113637

Verstraete D. On the energy efficiency of hydrogen-fuelled transport aircraft // Int. J. Hydrog. Energy. 2015. V. 40, Is. 23. P. 7388 – 7394. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2015.04.055

Talal Yusaf, Abu Shadate Faisal Mahamude et al. Sustainable hydrogen energy in aviation — A narrative review // Int. J. Hydrog. Energy. 2024. V. 52. P. 1026 – 1045. DOI: 10.1016/ j.ijhydene.2023.02.086

Haiqin Zhou, Jiye Xueb, Haobu Gaoc. Hydrogen-fueled gas turbines in future energy system // Int. J. Hydrog. Energy. 2024. V. 64. P. 569 – 582.

Asad Ali, Moustafa Houda, Ahsan Waqar et al. A review on application of hydrogen in gas turbines with intercooler adjustments // Results in Engineering. 2024. V. 22. Art. 101979. DOI: 10.1016/j.rineng.2024.101979

Rafael Baena Mejías, Chana Anna Saias, Ioannis Roumeliotis et al. Assessment of hydrogen gas turbine-fuel cell powerplant for rotorcraft // Int. J. Hydrog. Energy. 2024. V. 50. P. 772 – 783. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2023.07.076

Taegyu Kim, Sejin Kwon. Design and development of a fuel cell-powered small unmanned aircraft // Int. J. Hydrog. Energy. 2012. V. 37. P. 615 – 622. DOI: 10.1016/j.ijhydene. 2011.09.051

Dries Verstraete. Long range transport aircraft using hydrogen fuel // Int. J. Hydrog. Energy. 2013. V. 38, Is. 34. P. 14824 – 14831. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2013.09.021

Romeo G., Borello F., Correa G., Cestino E. ENFICA-FC: Design of transport aircraft powered by fuel cell & flight test of zero emission 2-seater aircraft powered by fuel cells fueled by hydrogen // Int. J. Hydrog. Energy. 2013. V. 38, Is. 1. P. 469 – 479. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2012.09.064

Гарибов Г. С. Теория кристаллизации и технология гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов // Технология легких сплавов. 2016. № 1. С. 107 – 118.

Абляз Т. Р., Шлыков Е. С., Осинников И. В. и др. Исследование процесса проволочно-вырезной электроэрозионной обработки изделий, выполненных из жаропрочного никелевого сплава ВВ751П // Вестник ПНИПУ. Машиностроение. Материаловедение. 2023. Т. 25, № 4. С. 71 – 80. DOI: 10.15593/2224-9877/2023.4.07

Саулин Д. В., Кузьминых К. Г., Пойлов В. З. Определение влияния водорода на изменение микротвердости и характеристик микроструктуры образцов авиационных сплавов // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 2024. T. 67, № 3. C. 332 – 339. DOI: 10.17073/0368-0797-2024-3-332-339

Hamza Khalid, Vasanth C. Shunmugasamy, Ryan W. DeMott et al. Effect of grain size and precipitates on hydrogen embrittlement susceptibility of nickel alloy 718 // Int. J. Hydrog. Energy. 2024. V. 55. P. 474 – 490. DOI: 10.1016/j.ijhydene. 2023.11.233

Xu Lu, Yan Ma, Dong Wang. On the hydrogen embrittlement behavior of nickel-based alloys: Alloys 718 and 725 // Mater. Sci. Eng. A. 2020. V. 192. Art. 139785. DOI: 10.1016/ j.msea.2020.139785

Верхоланцев А. А., Злобин В. Г. Газотурбинные установки. Часть 2: Конструкция ГТУ и их элементов. Санкт-Петербург: ВШТЭ СПбГУПТД, 2021. 53 с.

Каблов Е. Н., Оспенникова О. Г., Светлов И. Л. Высокоэффективное охлаждение лопаток горячего тракта ГТД // Авиационные материалы и технологии. 2017. № 2. С. 3 – 14. DOI 10.118577/2071-9140-2017-0-2-3-14

Патент РФ № 2700442С1. МПК C22C19/057. Никелевый жаропрочный сплав для монокристаллического литья / Р. В. Храмин, М. Н. Буров, А. В. Логунов, Д. В. Данилов, С. А. Заводов. Опубликовано 17.09.2019 // Бюл. 2019. № 26.

Пойлов В. З., Казанцев А. Л., Фомина Д. Д., Сковородников П. В. Влияние длительности воздействия водорода при высокой температуре на состав образцов сплава ЖС6У // МиТОМ. 2024. № 9. С. 57 – 61.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2025.5.45-49

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2025