Details

В связи с перспективами использования водорода в качестве добавки к авиационным топливным смесям возникла необходимость изучения его воздействия на компоненты жаропрочных никелевых сплавов, из которых изготавливают детали газотурбинных двигателей (ГТД). Рассмотрена термодинамическая оценка вероятности взаимодействия водорода с компонентами жаропрочного никелевого сплава: алюминием, титаном, никелем, хромом, кобальтом, танталом, вольфрамом и молибденом. При эксплуатации ГТД на поверхности деталей в результате воздействия газа образуются продукты коррозии (оксиды указанных металлов) и микротрещины. В настоящее время получает развитие технология ремонта лопаток ГТД, поверхность которых необходимо очищать от образовавшихся оксидов металлов и от микротрещин. Для термодинамической оценки провели расчет энергии Гиббса в интервале температур от 273 до 2273 K, а также изучили литературные источники. В результате термодинамического анализа выявлено, что водород взаимодействует с титаном при температурах от 227 до 927 K и танталом до 273 K с образованием соответствующих гидридов. Для взаимодействия водорода с другими металлами необходимо высокое давление. Восстановление водородом оксидов металлов хрома(III), хрома(VI), никеля, молибдена и кобальта возможно во всем температурном диапазоне, а оксид вольфрама начинает реагировать с водородом при температуре 1173 K. Экспериментально установлено, что степень восстановления оксида никеля составляет 93,75 %, а процесс восстановления сопровождается образованием зерен никеля размером 2-3 мкм.