Структурное состояние и механические свойства поверхностного слоя лопатки, упрочненной токами высокой частоты

Abstract

Представлены результаты исследования структуры и механических характеристик поверхностного слоя входной кромки лопатки 5 ступени ротора низкого давления, упрочненной токами высокой частоты. Выполнено металлографическое исследование, показано распределение микротвердости по глубине слоя, проведено исследование изменения нанотвердости поверхности, определены остаточные напряжения по глубине упрочненного слоя натурной лопатки. Результаты наноиндентирования коррелируют со значениями микротвердости. Предложенная обработка токами высокой частоты обеспечивает достаточно высокую твердость поверхности и сжимающие напряжения в поверхностном слое, повышает долговечность детали в условиях усталостного нагружения. Полученные данные имеют практическое применение в определении показателей качественных характеристик упрочненного слоя при изготовлении лопаток паровых турбин.

Представлено результати дослідження структури і механічних характеристик поверхневого шару вхідної кромки лопатки 5 ступеня ротора низького тиску, зміцненої струмами високої частоти. Виконано металографічні дослідження, показано розподіл мікротвердості по глибині шару, проведено дослідження зміни нанотвердості поверхні, визначено залишкові напруження по глибині зміцненого шару натурної лопатки. Результати наноіндентування корелюють зі значеннями мікротвердості. Запропонована обробка струмами високої частоти забезпечує досить високу твердість поверхні і стискуючі напруження в поверхневому шарі, підвищує довговічність деталі в умовах втомного навантаження. Отримані дані мають практичне застосування у визначенні показників якісних характеристик зміцненого шару при виготовленні лопаток парових турбін.

The paper presents the results of a study of the structure and mechanical characteristics of the surface layer of the leading edge of the blade of stage 5 of the low-pressure rotor, hardened by high-frequency currents. A metalgraphical study was performed, the microhardness distribution over the bed depth was shown, the nanohardness of the surface was studied, residual stresses were determined from the depth of the hardened layer of the natural blade. The results of nanoidentification correlate with the values of microhardness. The proposed heat treatment with high-frequency currents provides a sufficiently high hardnes surfaces and compressive stresses in the surface layer, increases the durability of the part under conditions of fatigue loading. The data obtained have practical application in the determination of the parameters of the qualitative characteristics of the hardened layer in the manufacture of steam turbine blades.