Details

Проведены испытания образцов в диапазоне рабочих температур образцов, вырезанных из заготовок дисков ГТД из сплава ЭП741НП, полученных методом гранульной металлургии из гранул крупностью до 100 мкм, для определения и анализа свойств конструкционной прочности в рамках специальной квалификации сплава ЭП741НП. В результате обработки экспериментальных данных определены характеристики упругости Е (модуль Юнга), предела пропорциональности пц, предела текучести 0.2, предела прочности В, относительного удлинения , относительного сужения  и диаграмм деформирования каждого образца с момента нагружения до момента разрушения. Приведены результаты статистической обработки указанных выше экспериментальных данных, получены средние значения, среднеквадратические отклонения (СКО) и расчётные значения указанных характеристик для температур 20, 250, 350, 450, 550 и 650 С. Полученные экспериментальные данные по длительной прочности и ползучести (ДПиП) при температурах 450, 550, 650 и 700 С были обработаны по параметрическому методу Ларсона-Миллера. Получены численные параметрические мат. модели и СКО ДПиП. Параметрические уравнения и СКО использованы для определения средних и расчётных значений ДПиП. На основе результатов испытаний на малоцикловую усталость (МЦУ - «жёсткий» цикл) при температурах 20, 350, 450, 550, 650, 700 С и петель гистерезиса для каждого цикла получены эмпирические мат. модели и дисперсия числа циклов до разрушения Nf от размаха де-формации в цикле . Получены кривые МЦУ для средних и расчётных (минимальных) значений в координатах «-logN», а также кривые МЦУ для средних значений в координатах «-log(N/2)». В результате испытаний на МЦУ («мягкий» цикл) образцов с кольцевым надрезом при температурах 20, 350, 650С получены эмпирические зависимости и дисперсия числа циклов до разрушения N от размаха напряжений в цикле . Получены кривые МЦУ для средних значений в координатах «-logN». Обработкой выборок полученных экспериментальных данных по СРТУ при температурах 20, 350, 450, 550 и 650 С определены границы интервалов стадии устойчивого роста трещины (2-я стадия диаграммы трещиностойкости) и значения параметров С и n уравнения Пэриса для каждого испытанного компактного образца. Расчётные кривые, полученные в результате численного интегрирования уравнения 3 Пэриса в границах 2-й стадии по-казали удовлетворительное совпадение с экспериментальной кривой «l-N». Показано, что параметры logС и n связаны линейной зависимостью; определены значения уравнения этой зависимости. Получены средние значения параметров logС и n. Представлены кинетические диаграммы трещиностойкости для каждого испытанного образца и обобщённые кинетические диаграммы для каждой исследованной температуры 20, 350, 450, 550 и 650 С.

The relevance of this study stems from the need to enhance the reliability of gas turbine engine (GTE) disk blanks made from the heat-resistant nickel-based alloy EP741NP, critical for the aerospace industry. The aim is to per-form a special qualification of the alloy to confirm its suitability for serial pro-duction by evaluating its structural strength properties. The object of research is the ЭП741НП alloy, and the subject is its mechanical properties under oper-ational conditions. Methods included tensile, long-term strength, creep, low-cycle fatigue, and fracture toughness tests at 20–650 °C, alongside metallo-graphic and statistical analyses. Tests were conducted on samples from blanks (200–400 mm diameter) produced via powder metallurgy, per GOST 1497-84, 10145-81, 25.502-79, and 25.506-85. Results demonstrated a tensile strength of 1422–1480 MPa (20 °C) and 1200–1300 MPa (650 °C), long-term strength ≥150 hours (980 MPa, 650 °C), fatigue life of 5000–6000 cycles, and crack growth rate of 10⁻⁵–10⁻⁴ mm/cycle (ΔK = 20–90 MPa·m¹/²). The microstructure (45–50% γ’-phase, 40–50 μm grain size) ensures property anisotropy ≤5%. The alloy meets OСТ 58223-91 requirements, confirming its suitability for cer-tification. Recommendations for optimizing PREP parameters and heat treat-ment were proposed. The study contributes to improving the production of heat-resistant alloys for aerospace applications.