Microstructure analysis in the creep process of a gas turbine blade of the turbine engine

• Autorzy: Błachnio J. , Kułaszka A. , Ziętara M. , Czyrska-Filemonowicz A.

Identyfikatory

DOI

10.19206/CE-2016-205

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The technical condition of gas turbine blades of the turbine engine has a significant impact on the reliability and life span of the turbine and the entire engine. In order to assess the blades’ technical condition, a visual method, with the use of optoelectronic devices, is used. In order to verify this assessment, metallographic tests are conducted. The paper presents the results of microstructural tests of the turbine rotor blades made of nickel-based monocrystalline super alloys. The aim of these tests was to determine the consequences of impacting high exhaust gas temperature and stresses occurring during operation on the stability of the blade microstructure. The progress level of the blade microstructure changes in the post-operational stage for different sections towards the blade vertical axis and was compared with the blade microstructure on delivery made of the same super alloy. A varied degree of the microstructure degradation for different blade sections was shown. The changes typical of the high-temperature creep process – γ' phase directional growth (rafting), were observed only for the thinnest walls of the upper section of the turbine blade leaf.

Słowa kluczowe

EN

turbine engine; turbine blade; loads; microstructure; rafting

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych
• Czasopismo: Combustion Engines
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 55, nr 2
• Strony: 41--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., il.

Twórcy

autor

Błachnio J.

• Division for Aero-Engines at ITWL Air Force Institute of Technology, Warsaw

autor

Kułaszka A.

• Laboratory for Monitoring Health of Turbomachinery at ITWL Air Force Institute of Technology, Warsaw

autor

Ziętara M.

• Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science at AGH University of Science and Technology

autor

Czyrska-Filemonowicz A.

• Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science at AGH University of Science and Technology

Bibliografia

• [1] Błachnio J. Analysis of causes of decohesion of a gas turbine blade made of EI-867WD alloy. Aircraft Engineering and Aerospace Technology: An International Journal. Vol. 83, No 1, 2011, p.14-20.
• [2] Błachnio J. Analysis of technical condition assessment of gas turbine blades with non-destructive methods. Acta Mechanica et Automatica, vol. 7, no. 4, 2013, p. 203-208.
• [3] Błachnio J. Capabilities to assess health/maintenance status of gas turbine blades with non-destructive methods. Polish Maritime Research, Vol. 21, No. 4 (84), 2014, p.41-47.
• [4] Błachnio J., Spychała J., Pawlak W., Zasada D. The attempt to assess the technical condition of a gas turbine blade when information on its operating condition is limited. Journal of KONBiN 2(30) 2014, p. 75-86.
• [5] Błachnio J., Kułaszka A., Zasada D. Degradation of the gas turbine blade coating and its influence on the microstructure state of the superalloy. Journal of KONES, Vol. 22, No. 2, 2015, p. 17-24.
• [6] Dubiel B. Zmiany mikrostruktury podczas pełzania monokrystalicznych nadstopów niklu. Rozprawy, Monografie 235, Wydawnictwo Akademii Górniczo-Hutniczej, Kraków 2011.
• [7] Góral M. et al. Diffusion sluminide coatings for TiAl intermetallic turbine blades. Intermetallics 19, 2011, p. 744-747.
• [8] Hejwowski T. Nowoczesne powłoki nakładane cieplnie odporne na zużycie ścierne i erozyjne, Politechnika Lubelska, Lublin 2013.
• [9] Kułaszka A., Błachnio J., Zasada D., Jóźwik P. The assessment of changes in the microstructure of a gas turbine blade with a non-destructive thermographic method. Journal of KONES, vol. 19, No 2, 2012, p. 271-281.
• [10] Kułaszka A., Giewoń J. Protokoły z badań. Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych, Warszawa 2014-2015.
• [11] Lotnicze silniki turbinowe, cz.1. Pod red. S. Szczecińskiego. Wydawnictwo Instytutu Lotnictwa, Warszawa 2010.
• [12] Moskal G. Mikrostruktura i właściwości natryskiwanych plazmowo powłokowych barier cieplnych na bazie cyrkonianu gadolinu, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2012.
• [13] Nowak G. Optymalizacja kanałów wewnętrznego chłodzenia łopatek turbiny gazowej. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2011.
• [14] Sieniawski J. Kryteria i sposoby oceny materiałów na elementy lotniczych silników turbinowych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1995.
• [15] Swadźba L. et al. Characterization of microstructure and properties of TBC systems with gradient of chemical composition and porosity, Archives of Metallurgy and Materials 53, 2008, p. 945-954.
• [16] Szczepanik R., Błachnio J., Swadźba L. Opracowanie technologii nanoszenia powłok ochronnych TBC. Raport Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych, Warszawa 2001.
• [17] Ziętara M., Cetel A., Czyrska-Filemonowicz A. Measurements of microstructure parameters In single-crystals nickel-base superalloy, Inżynieria Materiałowa 4(2008) p. 188-191.
• [18] Ziętara M. Microstructure stability of second and fourth generation single crystal nickel-base superalloys during high temperature creep deformation, doctoral dissertation, Krakow: AGH University of Science and Technology, 2011.
• [19] Yu Z., Liu L., Zhao X., Zhang W., Zhang J., Fu H. Effect of solidification rate on MC-type carbide morphology in single crystal Ni-base superalloy AM3, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, vol. 20, no 10, 2010, p. 1835-1840.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.