539.434

жароміцний сплав
деградований поверхневий шар
термовтомна тріщина
термонапружений стан
газотурбінний двигун
heat-resistant alloy
degraded surface layer
thermal fatigue crack
thermal stress state
gas-turbine engine

Показано вплив граничних умов нестаціонарного термоциклічного навантаження та деградації поверхневих шарів матеріалу на напружено-деформований стан матеріалу клиновидних зразків, що моделюють кромку лопаток газотурбінних двигунів, з використанням методів фізичного і математичного моделювання за наявності дефектів типу тріщин. Вказано на необхідність дослідження процесів змін структури і властивостей матеріалу, теплового та напружено-деформованого стану матеріалу для визначення можливості безпечного подовження встановленого ресурсу існуючого обладнання, забезпечення економічності та надійності нових енергетичних систем.
The influence of the boundary conditions of the nonstationary thermal cyclic loading and degradation of the material surface layers on the stress-strain state of the material of the wedge-shaped specimens, which model the gas-turbine engine blade edge, is shown using the methods of physical and mathematical modeling with the presence of crack-type defects. The necessity of the investigation of structural changes and properties of the material, thermal and thermal-deformed state of the material is demonstrated to determine the possibilities of safe extension of the given lifetime of the equipment and assurance of efficiency as well as reliability of energy systems.

1. Термическая усталость материалов в условиях неоднородного термонапряженного состояния [Текст] / [Третьяченко Г.Н., Кравчук Л.В., Куриат Р.И. и др.]. – К.: Наук. думка, 1985. – 278 с.
2. Гецов, Л.Б. Материалы и прочность деталей газовых турбин [Текст] / Л.Б. Гецов. – М.: Недра, 1996. – 591 с.
3. Bensch, M. Modelling of High Temperature Oxidation of Alumina-Forming Single-Cristal Nickel-Base Superalloys [Теxt] / M. Bensch, A. Sato, N. Warnken, E. Affeldt, R.C. Reed, U. Glatzel // Acta Materialia. – 2012. – Vol. 60. – Is. 15. – P. 5468 – 5480.
4. Sato А. Oxidation of nickel-based single-crystal superalloys for industrial gas turbine applications / А. Sato, Y.-L. Chiu, R.C. Reed // Acta Materialia. – 2011. – Vol. 59. – P. 225-240.
5. Buiskikh, K.P. Kinetics and Mechanisms of Degradation of the Surface Layers of Gas-Turbine Engine Structural Components Under Cyclic Thermal Loading During Initiation and Propagation of Thermal Fatigue Cracks [Теxt] / K.P. Buiskikh, S.G. Kiselevskaya, L.V. Kravchuk, E.A. Zadvornyi, N.N. Feofentov // Strength of Materials. – 2016. – Vol. 48. – Is. 6. – P. 64 – 72.
6. Єдина система захисту вiд корозії та старіння. Метали, сплави, покриття жаростiйкі. Метод випробувань на високотемпературну корозiю та термовтому в потоцi продуктiв горiння палива: ДСТУ 2367-94. – [Чинний від 1994-01-01]. – Наказ № 94 від 25.02.94. – 9 с. – (Національний стандарт України).
7. Kravchuk, L.V. Study of Damage Kinetics of Heat-Resistant Alloys Subjected to Thermocyclic Loading in a Gas Flow [Теxt] / L.V. Kravchuk, R.I. Kuriat, K.P. Buiskikh, E.A. Zadvornyi, S.G. Kiselevskaya // Strength of Materials. – 2006. – Vol. 382 (38). – Is. 4. – P. 386 – 391.
8. Kravchuk, L.V. Surface Layers' Degradation of Heat-Resistant Alloys and Thermal Fatigue Damageability of Gas Turbine Engine Structural Components [Теxt] / L.V. Kravchuk, R.I. Kuriat, K.P. Buiskikh, S.G. Kiselevskaya // Strength of Materials. – 2008. – Vol. 395 (40). – Is. 5. – P. 552 – 559.

1. Tret'yachenko G.N., Kravchuk L.V., Kuriat R.I., et al., Thermal Fatigue of Materials under Conditions of Inhomogeneous Thermal Stressed State, Naukova Dumka, Kiev, 1985, 278 p. [in Russian].
2. Getsov L.B., Materials and Strength of the Components of Gas Turbines, Nedra, Moscow, 591 p. [in Russian].
3. Bensch M., Sato A., Warnken N., Affeldt E., Reed R.C., Glatzel U. Modelling of High Temperature Oxidation of Alumina-Forming Single-Cristal Nickel-Base Superalloys, Acta Materialia, Vol. 60, Is. 15, 2012, pp. 5468 – 5480.
4. Sato А., Chiu Y.-L., Reed R.C. Oxidation of nickel-based single-crystal superalloys for industrial gas turbine applications, Acta Materialia, Vol. 59, 2011, pp. 225 – 240.
5. Buiskikh K.P., Kiselevskaya S.G., Kravchuk L.V., Zadvornyi E.A., Feofentov N.N. Kinetics and Mechanisms of Degradation of the Surface Layers of Gas-Turbine Engine Structural Components Under Cyclic Thermal Loading During Initiation and Propagation of Thermal Fatigue Crack, Strength of Materials, Vol. 48, Is. 6, 2016, pp. 64 – 72.
6. DSTU 2367-94. Unified System of Protection against Corrosion and Aging. Refractory Metals, Alloys, and Coatings. A Method for Testing for High-Temperature Corrosion and Thermal Fatigue in a Flow of the Combustion Products of Fuel [in Ukrainе], Kiev, Valid since February 25, 1994.
7. Kravchuk L.V., Kuriat R.I., Buiskikh K.P., Zadvornyi E.A., Kiselevskaya S.G. Study of Damage Kinetics of Heat-Resistant Alloys Subjected to Thermocyclic Loading in a Gas Flow, Strength of Materials, Vol. 382 (38), Is. 4, 2006, pp. 386 – 391.
8. Kravchuk L.V., Kuriat R.I., Buiskikh K.P., Kiselevskaya S.G. Surface Layers' Degradation of Heat-Resistant Alloys and Thermal Fatigue Damageability of Gas Turbine Engine Structural Components, Strength of Materials, Vol. 395 (40), Is. 5, 2008, pp. 552 – 559.