Structure and properties of heat-resistant alloy ZHS-26VI for the production of relevant parts of gas turbine engines

Abstract

EN: Purpose. To study the macro- and microstructural state of a series of research samples of the heat-resistant alloy ZhS26-VI for the production of critical components of a gas turbine engine, namely rotor blades of a high-pressure turbine (HPT), and to evaluate the mechanical properties and heat resistance in accordance with the technical specifications of the materials of the gas turbine hot part . Research methods. Macro- and microstructural analysis and phase composition studies were carried out by optical metallography using an optical microscope. Mechanical properties at room temperature were determined in accordance with ISO 6892-84 and ST SEV 471-88. Tensile tests were carried out on a ZDMY30 machine. Results. The structure and properties of samples of experimental melts of the ZhS-26VI alloy obtained in the FM-1-2-100 vacuum furnace of the “ULMAC” company by the method of equiaxed crystallization were studied. Significant grinding of the macrograin was established due to intensive heat removal and high crystallization rate. The microstructure of the samples before heat treatment corresponds to the cast state of the alloy, and after heat treatment in the standard mode satisfies the technical conditions and corresponds to the approved microstructure scale. The mechanical and heat-resistant properties of the samples meet the requirements of the regulatory documentation for responsible heat-resistant casting. Scientific novelty. New data on the structure and phase state of the ZhS26-VI alloy of experimental and serial melts were obtained. The fine structure of the nickel-based heat-resistant alloy, which is traditionally used to produce high-pressure turbine blades of an aviation gas turbine engine, was studied. Practical value. The results obtained provide an opportunity to expand the use of the ZhS26-VI heat-resistant alloy for the production of castings for critical purposes. UK: Мета роботи. Вивчити макро- та мікроструктурний стан серії дослідницьких зразків жароміцного сплаву ЖС26-ВІ для виробництва критичних компонентів газотурбінного двигуна, а саме роторних лопаток турбіни високого тиску (ТВТ), та оцінити механічні властивості та жароміцність у відповідності до технічних специфікацій матеріалів гарячої частини газової турбіни. Методи дослідження. Макро- і мікроструктурний аналіз та дослідження фазового складу проводили методом оптичної металографії на оптичному мікроскопі. Механічні властивості при кімнатній температурі визначали у відповідності до ISO 6892-84 та СТ СЭВ 471-88. Випробування на розрив здійснювали на машині ZDMY30. Oтримані результати. Проведено дослідження структури та властивостей зразків дослідних плавок сплава ЖС-26ВІ, отриманих у вакуумній печі FM-1-2-100 фірми «ULMAC» методом рівновісної кристалізації. Установлене суттєве подрібнення макрозерна за рахунок інтенсивного тепловідводу та високої швидкості кристалізації. Мікроструктура зразків до термічної обробки відповідає литому стану сплава, а після термообробки по стандартному режиму задовольняє технічні умови та відповідає затвердженій шкалі мікроструктури. Механічні та жароміцні властивості зразків відповідають вимогам нормативної документації до відповідального жароміцного лиття. Наукова новизна. Одержано нові дані щодо структури та фазового стану сплаву ЖС26-ВІ дослідних та серійних плавок. Вивчено тонку будову жароміцного сплаву на основі нікелю, що традиційно використовується для отримання лопаток турбіни високого тиску газотурбінного двигуна авіаційного призначення. Практична цінність. Отримані результати надають можливість розширити використання жароміцного сплаву ЖС26-ВІ для виробництва виливків відповідального призначення.