Fretting Corrosion Effect on Fatigue Resistance of Gas Turbine Engine Part Material

• Autorzy: Bezyazychny Vyacheslav F. , Szczerek Marian , Timofeev Mikhail V. , Lyubimov Roman V.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0014.3735

Warianty tytułu

PL

Wpływ korozji ciernej na wytrzymałość zmęczeniową materiału części silnika turbiny gazowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of a study on the fretting corrosion effect on strength as per the diagrams of material fatigue of low-cycle and high-cycle loading. An experimental study of the effect of fretting corrosion on fatigue of a titanium alloy VT3-1 showed that, when choosing a particular technological method to increase fatigue resistance of gas turbine engine parts operating under fretting corrosion conditions, it is necessary to take into account the fact that fretting itself is intensive strengthening and at the same time a softening factor affecting the surface layers of the material. Technological methods of surface plastic deformation treatment result in a significant change in the parameters of metal surface layer state, which depends on both the type and duration of treatment. If the power and time parameters of processing are too high, the surface may be re-cold worked and the surface layer of the material almost completely exhausts the reserve of plasticity, as a result dangerous microcracks occur, and the formation of particles of flaking metal emerge. Possible ways using technological methods have been suggested by the authors to improve fretting strength of part surfaces operating under fretting corrosion conditions.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu korozji ciernej na wytrzymałość zmęczeniową przy niskiej i wysokiej częstotliwości obciążania. Eksperymentalne badania wpływu korozji ciernej na zmęczenie stopu tytanu VT3-1 wykazały, że wybierając metodę technologicznego zwiększania odporności zmęczeniowej części silników turbogazowych pracujących w warunkach korozji ciernej, należy wziąć pod uwagę fakt, że sam fretting jest czynnikiem wzmacniającym i jednocześnie osłabiającym warstwy wierzchnie materiału. Technologiczne metody powierzchniowej obróbki plastycznej powodują istotną zmianę parametrów stanu warstwy metalu w zależności zarówno od rodzaju, jak i czasu trwania obróbki. Gdy parametry obróbki (moc i czas) są zbyt duże, powierzchnia zostaje poddana obróbce na zimno, warstwa wierzchnia materiału nie jest podatna na odkształcenie plastyczne, wobec czego powstają niebezpieczne mikropęknięcia oraz tworzą się odpryski. Wskazano potencjalne zabiegi technologiczne rekomendowane do zwiększenia odporności elementów maszyn pracujących w warunkach występowania korozji ciernej.

Słowa kluczowe

EN

fretting corrosion; material fatigue; high-cycle; low-cycle; fatigue enhancement; surface plastic deformation methods

PL

korozja cierna; zmęczenie materiału; wysoka częstotliwość; niska częstotliwość; zwiększanie odporności na zmęczenie; metody odkształcania plastycznego powierzchni

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2020
• Tom: nr 2
• Strony: 7--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wz.

Twórcy

autor

Bezyazychny Vyacheslav F.

• P.A. Solovyov Rybinsk State Aviation Technical University (152934, Rybinsk, Yaroslavl region), Pushkin Street 53, Russia

autor

Szczerek Marian

• Łukasiewicz Research Network – Institute for Sustainable Technologies, Pułaskiego 6/10 Street, 26-600 Radom, Poland

autor

Timofeev Mikhail V.

• P.A. Solovyov Rybinsk State Aviation Technical University (152934, Rybinsk, Yaroslavl region), Pushkin Street 53, Russia

autor

Lyubimov Roman V.

• PJSC “UEC-Saturn”, Rybinsk, Russia

Bibliografia

• 1. ASM Handbook, “Corrosion” Vol. 13, ASM International, 1987.
• 2. Fenner A.J., Field J.E.: A study of the onset of fatigue damage due to fretting. North East Coast Inst. of Eng. and Shipbuilders. 76, 4, 183, 1960.
• 3. Bezyazychny V.F., Drapkin B.M., Osadchy N.V.: Investigation of elastic characteristics and internal friction under bending vibrations of cantilevered samples, Problems of strength, 1997, No. 12, pp. 46–52.
• 4. Marchenko E.A.: On the nature of metal surface destruction under friction, Nauka, 1979, p. 118.
• 5. Marchenko E.A., Nepomnyashchiy E.F., Kharach G.M.: Cyclical nature of phase distortion accumulation in the surface layer as physical verification of fatigue nature of wear, DAS, USSR, 1968, V. 181, pp. 1103–1104.
• 6. Pinchuk V.G., Andreev S.F.: Kinetics of hardening and destruction of metal surface layer under contact loading, Modern issues of mechanical engineering, Proceedings of the ISTEC, Gomel, 1996, pp. 57–59.
• 7. Bezyazychny V.F., Drapkin B.M., Kiselev E.V., Kononenko V.K., Timofeev M.V.: Measuring system for determining physical and mechanical characteristics of materials, Monitoring. Diagnostics, 1999, No. 2, pp. 17–22.
• 8. Bezyazychny V.F., Drapkin B.M., Lyubimov R.V.: Establishment of the operational properties of friction couples parts in accordance with the parameters of the surface layer. Сrakow, Poland, PROBLEMY EKSPLOATACJI, No. 3, 1998, pр. 29–40.
• 9. Bezyazychny V.F., Drapkin B.M., Lyubimov R.V.: Investigation of behavior of the elasticity modulus of metal surface layers under abrasive force impact, Inter-university collection of scientific papers “Mechanics and physics of friction contact”, Tver, 1998, pp. 50–60.
• 10. Bezyazychny V.F., Drapkin B.M., Lyubimov R.V.: Investigation of elastic and dissipative properties of surface layers of metal materials under abrasive force impact. Dep. in All-Union Institute of Scientific and Technical Information on 17.02.98, No. 483-В98, p. 14.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).