Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт

  • Размер: 29.3 Мб
  • Автор:
  • Количество слайдов: 51

Описание презентации Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт по слайдам

Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов»  Государственный научный центр Российской Федерации СтратегическиеФедеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» Государственный научный центр Российской Федерации Стратегические направления развития конструкционных материалов и технологий их переработки для авиа-космических двигателей настоящего и будущего Международная конференция «Сварка и родственные технологии – настоящее и будущее» Киев ИЭС им. Е. О. Патона 25 -26 ноября 2013 г. Генеральный директор, академик РАН Е. Н. Каблов Заместитель генерального директора к. т. н. О. Г. Оспенникова

Перспективы развития зарубежного двигателестроения гражданской и военной авиации НАСА и Боинг завершили первый этап летных испытанийПерспективы развития зарубежного двигателестроения гражданской и военной авиации НАСА и Боинг завершили первый этап летных испытаний уменьшенной модели X-48 B , выполненной по схеме летающее крыло, в Летно-исследовательском центре имени Драйдена. НАСА ведет проектные исследования по перспективным двигателям, которые позволят к 2025 -2035 гг. создать тяжелые гиперзвуковые самолеты. • комбинированные двигательные установки , работающие на этапах от старта до достижения гиперзвуковых скоростей и выхода на околоземную орбиту • ракетно-прямоточные двигатели (RBCC — Rocket-Based Combined Cycle), функционирующие в режиме ЖРД и прямоточных воздушно-реактивных двигателей со сверхзвуковым горением , • ракетно-турбинные двигатели (ТВСС — Turbine-Based Combined Cycle). НАСА изучает двигатели с детонацией топлива (PDE — Pulse Detonation Engine), на базе которых предполагается разработка многоразовой транспортной космической системы третьего поколения , что позволит после 2025 г. на два порядка снизить затраты на выведение космических аппаратов на околоземную орбиту. Беспилотный 227 -килограмовый самолет с гибридным крылом и уникальным водородным гиперзвуковым прямоточным ракетным двигателем создается в рамках проекта НАСА по Экологически Ответственной Авиации (ERA — Environmentally Responsible Aviation (разработка технологий, необходимых для создания тихих, чистых по выбросам и топливосберегающих самолетов будущего)).

В настоящее время одним из самых широко применяемых двигателей является CFM 56,  который ежегодно устанавливаютсяВ настоящее время одним из самых широко применяемых двигателей является CFM 56, который ежегодно устанавливаются на 625 самолетах А-320 и Boeing-737 Новый двигатель Leap-X (Leading Edge Aviation Program), завершит цикл испытаний в варианте демонстратора в 2012 г. и будет готов к сертификации и серийному производству в 2016 г. Запланировано улучшение топливной эффективности на 16%, снижение уровня эмиссии NОх на 50 -60% по сравнению с показателями современных ТРДД и обеспечение уровня шума на 10 -15 д. Б ниже действующих норм ICAO. По компоновке Leap-X двухконтурный турбореактивный двигатель с усовершенствованной конструкцией основных узлов: • новая конструкция вентилятора с лопатками из композиционных материалов с волокнами пространственного сплетения; • усовершенствованная камера сгорания TAPS II по сравнению с двигателем GE 90/GEnx; • лопатки ТВД из монокристаллических сплавов с теплозащитным покрытием (1 -й этап), далее рассматриваются композиционные материалы на основе керамической матрицы или композиты Nb-Si ; ; • неохлаждаемые лопатки ТНД из γγ — интерметаллида титана; • масса двигателя Leap-X существенно уменьшена ( ~ 80 кг) за счет сокращения числа лопаток турбины первой ступени и увеличения степени повышения давления до значения 16: 1 (у современных двигателей семейства CFMI — около 11: 1) • применение конструкций типа «блиск» для компрессора для снижения массы. Перспективы развития зарубежного двигателестроения гражданской и военной авиации CFM 56 Leap-X

 • для сопловых лопаток  –  конструкционные композиционные материалы с высокими физико-механическими свойствами без • для сопловых лопаток – конструкционные композиционные материалы с высокими физико-механическими свойствами без деградации при рабочих температурах до 2200 К без охлаждения и покрытий • для рабочих лопаток – конструкционные материалы с высоким уровнем удельных физико-механических свойств без деградации при рабочих температурах до 2000 К без охлаждения и покрытий • жаростойкие, высокоградиентные теплозащитные покрытия поверхностей лопаток обеспечивающие парирование возможной деградации физико-механических свойств от воздействия на них излучения фронта пламени камеры сгорания и эрозионного воздействия газового потока. Основные направления РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ в области материалов и покрытий для обеспечения работоспособности в условиях вибро- и термо-циклического нагружения в течение межремонтного ресурса не менее 4000 часов : : Основные задачи развития отечественного двигателестроения ГТД для гражданской авиации ГТД для военной авиации

Научно-технический центр имени А. М. Люльки, филиал ОАО «НПО «Сатурн» , занимается созданием пульсирующего воздушно-реактивного двигателя.Научно-технический центр имени А. М. Люльки, филиал ОАО «НПО «Сатурн» , занимается созданием пульсирующего воздушно-реактивного двигателя. Разработка ведется параллельно с проектом перспективного двигателя второго этапа («Изделие 30») для истребителя Т-50 (ПАК ФА) Математическая модель и расчеты для водородно-воздушного СПДПД показали: • при полете на высоте 25 км он может работать при числах Маха от 4, 5 до 7, 5. • по расчетному удельному импульсу I уд = 3000 — 3500 м/с и удельной тяге Rуд = 50 — 70 с СПДПД не уступает ПВРД и ГПВРД при значительно меньшей степени торможения сверхзвукового потока и меньшей теплонапряженности тракта двигателя. Новая схема сверхзвукового пульсирующего детонационного прямоточного двигателя (СПДПД) со сверхзвуковым потоком в детонационной камере сгорания и с горением в пульсирующей детонационной волне. Основные направления развития отечественного двигателестроения Решение проблемы создания перспективных двигателей позволит к 2025 -2035 гг. создать тяжелые гиперзвуковые самолеты

 ОСОБЕННОСТИ: -  высокая степень двухконтурности  для повышения тягового КПД; -  увеличена степень ОСОБЕННОСТИ: — высокая степень двухконтурности для повышения тягового КПД; — увеличена степень сжатия компрессора для повышения термического КПД; — оптимальный диаметр вентилятора (с учётом удельного расхода топлива, сопротивления и массы мотогондолы); — газогенератор нового поколения с уменьшенным количеством ступеней компрессора; — перспективные материалы и технологии. Согласно стратегии развития ОДК, в области двигателестроения для самолетов пассажирской и транспортной авиации основным результатом должно стать конкурентоспособное на мировом рынке базовое семейство авиадвигателей тягой 9 -18 тонн для перспективных самолетов гражданской авиации (( SSJSSJ -130 и МС-21 -200/300), для транспортной авиации (МТС и Ил-476). Первоочередным в продуктовой линейке является авиадвигатель ПД-14 для самолета МС-21 -200. Основные направления развития отечественного двигателестроения

2018202520102020 -ОКР-СЕРИЙНОЕПРОИЗВОДСТВО 201120122013201420152016201720192021202220232024 Семействодвигателей. ПС-9 0 Адлясамолетов. Ту-20 4 С М/21 4, Ил-9 6, Ил-7 6/472018202520102020 -ОКР-СЕРИЙНОЕПРОИЗВОДСТВО 201120122013201420152016201720192021202220232024 Семействодвигателей. ПС-9 0 Адлясамолетов. Ту-20 4 С М/21 4, Ил-9 6, Ил-7 6/47 6 дляремоторизациисамолетовтипа. Ил-7 6(? ) -РАЗВИТИЕБАЗОВОГОДВИГАТЕЛЯ длясамолетовтипа. МС-2 1 ПД-14 Семействодвигателей. Д-3 0 КП-2, Д-30 КУ/КУ 15 4 для. Ил-76 и Т у-154 Д-30 КП-3 ТВ 7 -117 СТдлясамолетовтипа. Ил-1 12/И л-1 1 4 (? ) ПД-14 М ПД-1 6 /18 ПД-1 0/12 Для. ШФБ С М С Длясамолетов. S S J-1 3 0/1 10 Длясамолетовтипа. МТС Sa. M-146 длясамолета. SS J-1 00 -ИНИЦИАТИВНЫЕПРОЕКТЫ Д-43 6 длясамолетовтипа. Ан-14 8, Б е-200 Развитие продуктового ряда двигателей для самолетов пассажирской и военно-транспортной авиации В 2015 -2017 гг. должен произойти значительный рост продаж по всем направлениями отечественных авиадвигателестроительных компетенций за счет вывода на рынок авиадвигателей нового поколения (ПД 9 -18), роста выручки от продаж переходных моделей ( Sa. M -146, 117/117 С, мод. РД-33/93), вертолетных двигателей российского производства (импортозамещение), наземных ГТУ в рамках проекта «Малая комплексная энергетика» . Основные направления развития отечественного двигателестроения Развитие отечественного двигателестроения обеспечит: • сохранение и развитие оборонно-промышленного потенциала России; • продвижение продукции на внутренние и экспортные рынки; • технико-экономическую и технологическую независимость и защиту от проникновения на российский рынок зарубежных двигателей.

Зарубежные программы создания новых технологий для двигателестроения гражданской и военной авиации По прогнозам экспертов, объемы продажЗарубежные программы создания новых технологий для двигателестроения гражданской и военной авиации По прогнозам экспертов, объемы продаж ГТД и ГТУ к 2026 году достигнут 850 млрд. долл. Versatile Affordable Advanced Turbine Engine (VAATE) – додо 2020 11 7 г. Должна обеспечить снижение на 25 % удельного расхода топлива, повышение на 60 % отношения тяги к весу и снижение на 60 % стоимости двигателя, обеспечение коэффициента доступности 10 • революционные концепции двигателей новой архитектуры; • эксплуатация без технического обслуживания с допустимым уровнем повреждений деталей. Ultra Efficient Engine Technology (UEET) – программа NASA Должна обеспечить снижение уровня эмиссии на 70 -80 %, увеличение нагруженности турбины на 50 % и снижение массы на 20 %. • новые дисковые сплавы, в т. ч. биметаллические с рабочими температурами более 820 ° С; • перспективные жаропрочные сплавы, интерметаллиды и естественные композиты типа Nb-Si с теплозащитными покрытиями (коэф. теплопроводности в 2 -3 раза ниже существующих), интерметаллиды γ — Ti для лопаток турбины; • композиты на основе керамической матрицы для сопловых лопаток и камеры сгорания; • легкие жаропрочные сплавы и сплавы с эффектом памяти.

Стратегические направления развития материалов и технологий за рубежом на период до 2030 года Intelligent Materials Стратегические направления развития материалов и технологий за рубежом на период до 2030 года Intelligent Materials ( Интеллектуальные материалы ) Metamaterials ( Метаматериалы ) Intermetallics ( Интерметаллиды ) Nanocrystalline & Amorphous Structural Metals ( Нанокристаллические и аморфные металлы ) Polymer and Mixed matrix composites ( Полимерные и полиматричные композиты ) High-temperature metallics ( Высокотемпературные металлические материалы ) Shape memory alloys ( Сплавы с памятью формы ) Molecular Manufacturing ( Молекулярный дизайн ) Self-monitoring, Nanosensors ( Самодиагностика, наносенсоры) Durable ceramics ( Долговечная керамика ) Fiber Metal Laminates ( Слоистые материалы ) Physics-based computational methods to predict electrical/mechanical/physical properties and design allowables ( Компьютерные методы прогнозирования электрических/механических/физических свойств и конструирования ) Nanostructured and hybrid (inorganic/organic) materials and coatings ( Наноструктурированные и гибридные материалы и покрытия )

Основные принципы создания современных материалов и сложных технических систем Материалы Технологии Конструкции IV.  Неразрывность материалов,Основные принципы создания современных материалов и сложных технических систем Материалы Технологии Конструкции IV. Неразрывность материалов, технологий и конструкций. I. I. Фундаментальные и фундаментально-ориентированные исследования для создания опережающего научно-технического задела совместно с РАН II. «Зелёные» технологии при создании материалов и комплексных систем защиты III. Реализация полного жизненного цикла с использованием ITIT -технологий: создание материала – эксплуатация в конструкции – диагностика, ремонт, продление ресурса – утилизация

Стратегические направления развития материалов и технологий на период до 2030 года 1. 1.  «Умные» конструкцииСтратегические направления развития материалов и технологий на период до 2030 года 1. 1. «Умные» конструкции 2. 2. Фундаментально-ориентированные исследования, квалификация материалов, неразрушающий контроль 3. 3. Компьютерные методы моделирования структуры и свойств материалов при их создании и работе в конструкции 4. 4. Интеллектуальные, адаптивные материалы и покрытия 5. 5. Материалы с эффектом памяти формы 6. 6. Слоистые металлополимерные, биметаллические и гибридные материалы 7. 7. Интерметаллидные материалы 8. 8. Легкие, высокопрочные коррозионностойкие свариваемые сплавы и стали в том числе с высокой вязкостью разрушения 9. 9. Монокристаллические, высокожаропрочные суперсплавы, естественные композиты 10. Энергоэффективные, ресурсосберегающие и аддитивные технологии получения деталей, полуфабрикатов и конструкций 11. Магнитные материалы 12. Металломатричные и полиматричные композиционные материалы 13. Полимерные композиционные материалы 14. Высокотемпературные керамические, теплозащитные и керамоподобные материалы 15. Наноструктурированные, аморфные материалы и покрытия 16. Сверхлегкие пеноматериалы 17. Комплексная антикоррозионная защита, упрочняющие, износостойкие защитные и теплозащитные покрытия 18. Климатические испытания для обеспечения безопасности и защиты от коррозии, старения и биоповреждений материалов, конструкций и сложных технических систем в природных средах

Основные инновационные идеи (концепты), на решение которых направлены Стратегические направления развития материалов и технологий на периодОсновные инновационные идеи (концепты), на решение которых направлены Стратегические направления развития материалов и технологий на период до 2030 года «Умные» конструкции использование адаптирующихся и самовосстанавливающихся материалов, в том числе сплавов и полимеров с памятью формы, для создания интеллектуальных систем ( направления 11 , , 33 , , 44 , , 55 , , 1313 ) Аэроупругость использование потенциальных возможностей материалов на уровне системы путем объединения методов и технологий, гарантирующих отсутствие «катастрофической» нестабильности конструкций (направления 11 , , 33 , , 44 , , 55 , , 88 , , 1111 , , 1313 , , 1414 , , 1515 )) Легкие конструкции развитие технологической готовности материалов с низкой плотностью и стабильными прогнозируемыми характеристиками для сверхлегких конструкций в различных отраслях промышленности (направления 66 , , 77 , , 88 , , 1212 , , 1313 , , 1616 )) Гиперзвук технологии вхождения, снижения и посадки, включающие теплозащитные системы, сверхзвуковые тормозные двигательные установки (направления 77 , , 99 , , 1212 , , 1414 , , 1717 )) Перспективный двигатель создание двигательной установки с соотношением тяги к весу 20: 1, в том числе за счет применения новой генерации супержаропрочных материалов и покрытий, а также снижение стоимости жизненного цикла на 10 -20 % (направления 3 3 , , 55 , , 7 7 , , 99 , , 1010 , , 1414 , , 1717 )) Интегрированные системы технологии создания интегральных конструкций новых транспортных систем путем соединения материалов, в том числе прогрессивными методами сварки в твердой фазе (направления 66 , , 88 , , 99 , , 1010 , , 1313 )) Системы молниезащиты технологии создания молниезащиты нового типа для конструкций летательных аппаратов из полимерных композиционных материалов (ПКМ) (направления 1313 , , 1717 )) Интеллектуальная защита повышение защищенности боевой техники с использованием нового поколения броневой, динамической защиты, комплексов активной защиты, огнезащитных покрытий, деформирующего окрашивания и радиопоглощающих материалов (направления 1, 3, 5, 6, 12, 13, 14, 15, 17 )) Плавучесть – технологии создания материалов, надводных и подводных конструкций нового поколения, обеспечивающих повышение живучести, ресурса, надежности и грузоподъемности (направления 1, 3, 4, 8, 10, 13, 15, 16, 17 )) Безопасность увеличение стойкости конструкций из новых материалов, в первую очередь ПКМ, к воздействию внешних факторов природного и искусственного происхождения для повышения безопасности и долговечности в 1, 5 -2 раза (направления 22 , , 88 , , 99 , , 1313 , , 1717 , , 1818 ))

Т ем перат ура, °С Температурный уровень работоспособности литейных жаропрочных сплавов за последние 40 лет выросТ ем перат ура, °С Температурный уровень работоспособности литейных жаропрочных сплавов за последние 40 лет вырос на 400°С (в среднем 6, 7 °С в год). В перспективе до 2030 года переход от никелевых сплавов к сплавам системы ниобий-кремний может повысить рабочую температуру еще на 150 -200°С. 1150 1100 1050 10001200 1956 1980 19951990 2000 2010 ЖС- 30 М ВКЛС-20 Р ВКЛС-20 Сплавы с равноосной структурой Сплавы с направленной структурой. Монокристаллические наноструктурированные сплавы ЖС-32 УЭвтектические сплавы ВЖМ-5 У(ВИАМ) ЖС-6 К, ЖС-6 У, ВЖЛ-12 Э 2020 ЖС-6 Ф, ЖС-26 У, ЖС-30, ЖС-32 ЖС- 36 ЖС- 40 ВЖМ-1(ВИАМ) ВЖМ-6(ВИАМ) Rene N 4 CMSX-4 Rene N 6 EPM-102 (GE&PW) Nb-Si с ТЗП 1 поколения. Nb-Si с ТЗП 2 поколения. Nb-Si с ТЗП 3 поколения 5 поколение ГТД 6 поколение ГТДMC-NG (Snecma)ВЖМ-4(ВИАМ) CMSX-4 (Cannon Muskegon Corp. )Динамика развития литейных жаропрочных сплавов

Плотность,  г/см 3 EPM-102 ВЖМ 4 ВЖЛ 20 LDS CMSX-10 AM-3 LEK-94 CMSX-4 N 4Плотность, г/см 3 EPM-102 ВЖМ 4 ВЖЛ 20 LDS CMSX-10 AM-3 LEK-94 CMSX-4 N 4 Разрабатываемый сплав ВЖМ 7 Развитие монокристаллических жаропрочных сплавов I , III и IV поколений сопровождалось одновременным увеличением длительной прочности и плотности за счет легирования тяжелыми тугоплавкими элементами. В настоящее время целью является увеличение длительной прочности без повышения плотности сплава. N 6 ЖС 36 N 5 σ , МПа 100 τ , ч. LEK-94 LEK- 94: d ≈ 8, 3 г/см 3 , σ 1000 ≈ 200 МПа LDS -1101: d =8, 56 г/см 3 , σ 1000 ≈ 245 МПа LDS-1101 Разрабаты-ваемы й сплав ВЖМ 7: d 8, 4 г/см 3 σ 1000 ≈230 МПа. EPM-102 Разрабатываемый сплав ВЖМ 8 ВЖМ 5 TMS-75 Развитие монокристаллических жаропрочных никелевых сплавов

Развитие монокристаллических жаропрочных суперсплавов и создание естественных композитов Создание новых технологий изготовления лопаток ГТД с высокоэффективнымРазвитие монокристаллических жаропрочных суперсплавов и создание естественных композитов Создание новых технологий изготовления лопаток ГТД с высокоэффективным охлаждением, включая керамические формы и стержни для лопаток из новых перспективных сплавов Основной Гибкая керамо- полимерная пленка на входной кромке Задачи: • 2020 г. Создание нового поколения никелевых жаропрочных монокристаллических сплавов с рабочей температурой до 1200 ºС , а также поли- и монокристаллических жаропрочных сплавов с повышенной удельной жаропрочностью • 2030 г. Создание нового поколения эвтектических сплавов, направленно кристаллизуемых при скоростях не менее 0, 5 мм/мин (в 5 -10 раз выше существующих) • Создание направленно кристаллизуемых жаропрочных сплавов с естественно-композиционной структурой на основе никелевых рений-рутениевых матриц, упрочненных карбидными нитевидными кристаллами, с рабочей температурой до 1250 ºС

ЖС 6 У:  d =8, 4 г/см 3 , σ 100 900 = 355 МПаЖС 6 У: d =8, 4 г/см 3 , σ 100 900 = 355 МПа ВЖЛ 12 У: d =7, 93 г/см 3 , σ 100 900 = 300 МПа. Разрабатываемый сплав ВЖЛ 21: dd == 8, 8, 22 г/см 33 , , σσ 100100 900900 = 350 МПа. Длительная прочность литейных жаропрочных сплавов с равноосной структурой зёрен σ , МПа 100 ВЖЛ 12 У ЖС 6 У ВЖЛ 21 Кратковременные механические свойства при комнатной температуре τ , ч ВЖЛ 21 ЖС 6 У ВЖЛ 12 Уσ 0, 2 , МПа σ В , МПа δ , %Литейные поликристаллические жаропрочные никелевые сплавы Применение сплава ВЖЛ 21: сопловые лопатки турбины, створки, проставки и другие литые детали соплового аппарата и камеры сгорания

ВКНА - 4 ЛК 1980   1985  1990  1995  2000  ВКНА — 4 ЛК 1980 1985 1990 1995 2000 2015 2030 Т, С 1250 1200 1150 1100 1050 1000 Сплавы с равноосной структурой. Сплавы с направленной структурой ВКНА-1 В Наноструктурированные сплавы с монокристаллической структурой Литейные сплавы IC ( GE , США)ВКНА- 4 УР ВКНА- 1 ВР ВКНА-1 В ВКНА-25 σ 76 0 900 = 420 МПа σ 1 04 0 5 = 140 МПа ВИН 2 ВИН 3 σ 100 1200 = 43 МПа σ 100 1200 =48 МПа [111] σ 1000 1100 =100 МПа [111] σ 100 1200 = 5 0 МПа [001] σ 1 200 100 =23 МПа σ 100 1100 = 45 МПа IC 435 , IC 436 IC 438 σ 1100 =28 МПа. Литейные сплавы ВКНА/ВИН (ВИАМ, РФ) Развитие литейных сплавов на основе интерметаллидов никеля Композиционные и естественнокомпозиционные материалы на основе интерметаллидов, упрочнённые тугоплавкими оксидами

Композиты на основе тугоплавких металлов, упрочненные интерметаллидами Преимущества •  Низкая плотность 7, 2 -7, 5Композиты на основе тугоплавких металлов, упрочненные интерметаллидами Преимущества • Низкая плотность 7, 2 -7, 5 г/см 3 (на 20 — 25 % ниже, чем у НЖС) • Рабочая температура 1350 ° С (на 200 ° С выше, чем у НЖС) • Возможность применения неохлаждаемых лопаток Лопатки получены литьем по выплавляемым моделям ( Европейский проект ULTMAT , 2004 — 2008 г. ) Применение материала обеспечит: Снижение веса ротора турбины высокого давления на 20 – 25 % На 20% снижение удельного расхода топлива Перспективные задачи: • 2020 г. Разработка составов сплавов работоспособных до 1350°С и низкой плотностью 7, 2 -7, 5 г/см 33 по сравнению с 8, 9 -9, 2 г/см 33 для НЖС, оптимизация структуры с целью улучшения механических и технологических характеристик • Разработка технологий выплавки сплавов и изготовления неохлаждаемых лопаток методом направленной кристаллизации с управляемым градиентом • 2030 г. Разработка технологий высокоградиентной направленной кристаллизации, термической и механической обработки

Вакуумные индукционные печи с холодным секционным тиглем  (емкость тигля 30 кг)Задачи:  • Создание высокотемпературныхВакуумные индукционные печи с холодным секционным тиглем (емкость тигля 30 кг)Задачи: • Создание высокотемпературных ( 1850 -2500 °° СС ) автоматизированных комплексов с переменным контролируемым градиентом, холодным тиглем и жидкометаллическим охладителем, с нейронной системой управления процессом направленной кристаллизации отливок и формирования структуры высокотемпературных жаропрочных сплавов на основе тугоплавких матриц • Разработка технологий литья методом направленной кристаллизации с управляемым (переменным) градиентом монокристаллических заготовок лопаток из новых сплавов, включая материалы на основе тугоплавких матриц и интерметаллидов с направленной, монокристаллической и естественнокомпозиционной структурой. Развитие технологий высокоградиентной направленной кристаллизации (с переменным управляемым градиентом) высокотемпературных жаропрочных сплавов Автоматизированные комплексы с переменным управляемым градиентом

Литые прутковые заготовки жаропрочных сплавов. Особенности технологии:  Высокотемпера-ту рное вакуумное рафинирование  и фильтрация Литые прутковые заготовки жаропрочных сплавов. Особенности технологии: Высокотемпера-ту рное вакуумное рафинирование и фильтрация расплава микролегирование сплавов РЗМ проведение экспресс-анализа и доводка по химсоставу в процессе плавки Качество сплава Технология выплавки Новая Зарубежная Пределы легирования по основным элементам, % 0, 3 -0, 6 0, 4 -0, 6 Содержание примесей О , N , S каждой, ppm , (10 -4 % масс. ) 6 -10 7 -10 Плавильное оборудование — — вакуумная индукционная печь VIM 50 (фирма ALDALD , Германия) ТЕХНОЛОГИЯ ОБЕСПЕЧИВАЕТ: повышение степени рафинирования сплавов от примесей и газов в 4 — 5 раз в сравнении с серийной технологией металлургических предприятий; химический состав сплава в узких пределах легирования ; ; повышение долговечности и жаростойкости новых сплавов в 2 -3 раза ; ; одновременное определение до 26 элементов, время анализа 1 мин. , точность до 1 ppmppm определение микропримесей в сплавах на различных основах ( Bi, Pb, As, Se, Sb, Ag и др. ) ИМЕТ РАН им. А. А. Байкова Теоретические исследования и термодинамические расчеты предельных растворимостей газов и примесей в жаропрочных сплавах на основе никеля. Микролегирование РЗМ – основа инновационной технологии производства жаропрочных сплавов Микролегирование сплавов РЗМ обеспечивает: • Повышение жаропрочности в 1. 5 – 2 раза. • Повышение долговечности интерметаллидных сплавов в 2 – 3 раза. • Повышение жаростойкости в 1. 5 – 2 раза.

Отгрузка продукции. На базе вакуумно-индукционных печей VIMVIM -50 и ВИАМ-2002 создан производственный участок мощностью до 200Отгрузка продукции. На базе вакуумно-индукционных печей VIMVIM -50 и ВИАМ-2002 создан производственный участок мощностью до 200 т/год Производство жаропрочных литейных сплавов

Развитие производства перспективных литейных супержаропрочных сплавов с учетом переработки всех видов отходов Задачи:  • Развитие производства перспективных литейных супержаропрочных сплавов с учетом переработки всех видов отходов Задачи: • Создание ресурсосберегающих технологий выплавки перспективных литейных и деформируемых наноструктурированных супержаропрочных сплавов с использованием нано- и микролегирования, рафинирующих шлаковых смесей при контролируемом окислительном потенциале расплава , в том числе с использованием до 100 % отходов , обеспечивающих снижение в 1, 5 -2 раза содержания вредных примесей • Разработка технологий направленного нано- и микро- легирования и модифицирования, в т. ч. редкоземельными элементами • Разработка составов и технологий изготовления пенокерамических фильтров с поверхностью модифицированной бинарными оксидными соединениями и комбинированных фильтров для рафинирования жаропрочных никелевых, интерметаллидных, естественнокомпозиционных сплавов Освоение и вывод на проектную мощность новой вакуумной индукционной печи емкостью 1 тонна Создание центра трансфера технологий вакуумной выплавки нового поколения жаропрочных сплавов, включая интерметаллиды и естественные композиты на базе ФГУП «ВИАМ»

Ионно-плазменные защитные и упрочняющие покрытия Ионно-плазменная  автоматизированная установка МАП-3 для ассистированного осаждения мощность – 90Ионно-плазменные защитные и упрочняющие покрытия Ионно-плазменная автоматизированная установка МАП-3 для ассистированного осаждения мощность – 90 к. ВА; производительность – 24 -144 дет. /ц; ускоритель газовых ионов – до 40 кэ. В, 40 м. А. Ассистированное осаждение обеспечивает повышение: • эрозионной стойкости нитридных карбидных покрытий в 2 раза за счет изменения структурного состояния покрытий; • на 20 -25% жаростойкости конденсированных покрытий системы Ме Ме -Cr-Al-Y за счет устранения микро-пористости ионно-плазменных покрытий модифицирование поверхности в ионно-плазменных установках МАП-2 и МАП-3 упрочнение жаропрочных сплавов с равноосной и ВНК структурой путем модифицирования поверхности Та и Re. Re на глубину до 50 мкм. Жаростойкие покрытия для защиты жаропрочных сплавов от газовой коррозии в области температур 950 – 1250 о С Покрытия для защиты ЖС от сульфидной коррозии в области температур 750 – 950 о С (до 1150 о С) Покрытия для защиты от пылевой эрозии сталей и титановых сплавов в области температур 400 – 650 о С Покрытия для защиты от солевой коррозии сталей в области температур 400 – 750 о С • Алюминидные диффузионные жаростойкие покрытия • Конденсационно-диффузионные покрытия • Конденсированные покрытия

В рамках проведения работ по программе № 100. В 2. ТП. 009 от 24. 12. 2009В рамках проведения работ по программе № 100. В 2. ТП. 009 от 24. 12. 2009 г. по организации работ по внедрению новых материалов для двигателя ПД-14 ФГУП «ВИАМ» совместно с ОАО «ПМЗ» отработана технология нанесения комплексного теплозащитного покрытия с нанесением керамического слоя ТЗП методом APSAPS на лопатки ТВД Комплексные теплозащитные покрытия для лопаток ГТД ОАО «ПМЗ» приобретено оборудование для нанесения ТЗП электронно-лучевым напылением из паровой фазы ( EB / PVD ) ALD , Германия.

 •  защита поверхности внутренней по-лости лопаток ТВД из безуглероди-стых ренийсодержащих ЖС;  • • защита поверхности внутренней по-лости лопаток ТВД из безуглероди-стых ренийсодержащих ЖС; • ионно-плазменное осаждение жаро-стойкого соединительного слоя тепло-защитного покрытия (ТЗП); • подготовка поверхности лопатки с жаростойким слоем под нанесение керамического слоя ТЗП; • магнетронное осаждение керами-ческого слоя ТЗП на основе оксидов редкоземельных металлов ( Zr-Nd-O, Zr-Gd-O, Zr-Nd-Sm и др. ) Стоимость ТЗП с керамическим слоем магнетронного осаждения в 10 раз ниже стоимости ТЗП с электронно-лучевым керамическим слоем. Стенка лопатки Жаростойкое покрытие внутренней полости Внешнее ионно-плазменное покрытие – соединительный слой ТЗПКерамический слой ТЗП АА А-А Установка УОКС-2 для магнетронного осаждения керамических слоев, микроструктура ТЗП Многостадийные комплексные теплозащитные покрытия для охлаждаемых лопаток турбины ГТД

Производство установок и трубных катодов для нанесения защитных покрытий На базе вакуумно-индукционных печей ИСВ-160 и ВИАМ-1Производство установок и трубных катодов для нанесения защитных покрытий На базе вакуумно-индукционных печей ИСВ-160 и ВИАМ-1 НК создан производственный участок мощностью до 500 катодов/год Установка ВИАМ-МЭШ 50 Установка МАП-3 Установка МАП-2 Основа сплава Марка катода ТУ Никель СДП-1, СДП-2, ВСДП-9, ВЖЛ-2, АЖ-8 ТУ 1 -595 -2 -889 -2 005 ТУ 1 -595 -2 -89 0 -2 005 ТУ-1029 Кобальт СДП-6 Алюми-н ий ВСДП-11, ВСДП-16, ВСДП-18, ВСДП-20 Всего: 10 марок катодов

Подача реактивного газа. Подача прекурсора в газовой фазе Генераторы газовой плазмы Плазмохимический ректор Система высоковакуумной откачкиПодача реактивного газа. Подача прекурсора в газовой фазе Генераторы газовой плазмы Плазмохимический ректор Система высоковакуумной откачки Подача инертного газа. Осаждение керамических слоев теплозащитных покрытий нового поколения, осаждение покрытий из безкапельных потоков, полное управление процессом конденсации Новое поколение защитных покрытий и плазмохимического оборудования для осаждения защитных и упрочняющих покрытий из газовых потоков плазмы — Функциональные износостойкие моно- и многослойные 2 — D и 3 — D наноструктурных покрытия с самоорганизующейся упорядоченной структурой на основе твердых соединений металлов и сплавов для защиты от износа деталей при температурах до 800 ° С. — Упрочняющие градиентные демпфирующие нанослойные покрытия и комплексные технологии их нанесения, обеспечивающие создание промежуточных наногетероструктур , для защиты лопаток компрессора перспективных ГТД Многослойные жаростойкие и ТЗП с барьерными слоями на основе самоорганизующихся нанокомпозитов и технологии их нанесения на лопатки турбин из ЖС на основе тугоплавких элементов (Nb, Mo, Cr, Ta) в том числе эвтектических композиционных материалов на основе Nb (или Mo, Cr) с интерметаллидным упрочнением на рабочую температуру 1300 -1500°С

Никелевые припои для пайки жаропрочных никелевых сплавов и сталей  «Блиск» Пайка знаковых отверстий Пайка наноструктурированныхНикелевые припои для пайки жаропрочных никелевых сплавов и сталей «Блиск» Пайка знаковых отверстий Пайка наноструктурированных монокристаллических сплавов (ВПр44)Паяный блок ТНД из ЖС 6 У (ВПр24) РАЗРАБОТАННЫЕ ПРИПОИ ОБЕСПЕЧИВАЮТ: жаростойкость паяных соединений на уровне жаростойкости основного материала; совместимость с защитными покрытиями на основных материалах; жаропрочность нахлесточных соединений на уровне жаропрочности основных материалов; совмещение режима пайки с режимом термообработки основного материала; пайку уплотнительного и абразивного материала для горячего тракта ГТД; пайку тонкостенных конструкций с минимальной эрозией основного материала; возможность ремонта литых деталей из жаропрочных никелевых сплавов. ОБЪЕМ ПРОИЗВОДСТВА: до 5 тонн/год в виде порошков, лент и паст. Наиболее широкое применение имеют припои ВПр11 -40 Н и ВПр24 (ТУ 1 -595 -4 -1021 -2007, ТУ 1 -595 -4 -1122 -2009) Ленты на органической связке (толщина лент от 0, 8 до 5 мм, допуск по толщине ± 0, 1 мм): точность дозировки, возможность использования отходов, снижение трудоемкости у потребителя при изготовлении лент. Пасты: механизированное нанесение пасты; снижение трудоемкости у потребителя при изготовлении паст

Истираемый уплотнительный материал Материал Плотност ь Пористос ть Твёрдост ь Рабочая температу ра Исти -рае- мостИстираемый уплотнительный материал Материал Плотност ь Пористос ть Твёрдост ь Рабочая температу ра Исти -рае- мост ьг/см 3 % НВ °С Ni. Cr. Al. Y 1, 3 – 1, 8 70 – 90 ≤ 5 700 10: 1 Fe ( Ni ) Cr. Al. Y 1, 2 – 1, 8 70 – 80 ≤ 7 900 10: 1 Fe(Ni)Cr. Al. Y + ( Si. C — Si. O 2 ) 1, 3 – 2, 2 50 – 70 ≤ 9 1100 5: 1 Абразивно износостойкий материал Материал Плотност ь Твёрдост ь Рабочая температу ра Истираемос ть г/см 3 НВ °С КМ Ni. Cr. Al. Y + тугоплавкие оксиды 8, 85 500 1100 (1200) 5: 1 1 2 3 4 1 — истираемый уплотнительный материал из металлических волокон 2 — абразивно-износостойкий материал 3 – паяный шов (аморфный припой системы Ni-Cr-Al-Si-B ) 4 — перо лопатки Применение материалов обеспечивает: • эффективную работу уплотнений, • характеризующуюся отношением износа уплотнительного материала к износу лопатки как 10: 1 • снижение веса уплотнительного материала в 4 -5 раз • уменьшение износа лопаток по торцам в 4 – 6 раз • повышение КПД компрессора на 0, 5 – 1 % 3 Материалы для защиты торца лопатки и уплотнения зазора ротор-статор ГТД

покрытие Ремонт деталей ГТД из жаропрочных никелевых сплавов Композиционное наплавочное покрытие Ремонтируемые дефекты: - эрозионные поврежденияпокрытие Ремонт деталей ГТД из жаропрочных никелевых сплавов Композиционное наплавочное покрытие Ремонтируемые дефекты: — эрозионные повреждения — забоины Композиционная напайка Ремонтируемые дефекты: — дефекты литья -трещины Детали из сплава — ЖС 6 У Порошок наполнителя – ЖС 6 У Припой — ВПр24 Уровень длительной (100 ч) прочности при 1000ºС – 12 -13 кгс/мм² (70 -75% от прочности сплава ЖС 6 У)микроструктура паяного соединения • Увеличение ресурса в 1, 5 -2, 0 раза. • Повышение выхода годного литья. • Снижение материалоемкости на 20% и трудоемкости на 40 -50%. Обеспечивает:

Развитие технологий атомизации для получения мелкодисперсных высококачественных металлических порошков Задачи:  • Разработка технологий получения сверхчистыхРазвитие технологий атомизации для получения мелкодисперсных высококачественных металлических порошков Задачи: • Разработка технологий получения сверхчистых по примесям и керамическим включениям ультрадисперсных порошков на основе титановых и никелевых сплавов методом атомизации расплава на установке HERMIGA 10/100 IV для СЛС, порошков жаропрочных никелевых и титановых припоев для пайки жаропрочных сплавов нового поколения, изготовления лент и паст припев на органической связке. • Разработка технологий получения сверхчистых по примесям и керамическим включениям порошков на основе нового поколения титановых, интерметаллидных, ниобиевых и никелевых сплавов методом атомизации расплава, в том числе: ▫ «Экстра» — порошков для лазерной LMD-наплавки (гранулометрический состав 40 -80 мкм ) ▫ керамоподобных титановых сплавов, работоспособных до температуры 700 ºº СС Области применения: авиационная и ракетно-космическая промышленность, электроэнергетика, приборостроение, транспорт Создание центра компетенции (трансфера технологий) по порошковым материалам и аддитивным технологиям Повышение точности дозировки припоя, обеспечение гарантированных зазоров при пайке

Развитие жаропрочных никелевых сплавов для дисков ГТД Задачи: 2030 г.  Создание высокотемпературных наноструктурированных композиционных металлическихРазвитие жаропрочных никелевых сплавов для дисков ГТД Задачи: 2030 г. Создание высокотемпературных наноструктурированных композиционных металлических материалов нового класса, в том числе на основе высокожаропрочных никелевых дисковых сплавов, упрочненных тугоплавкими волокнами или частицами и технологий изготовления заготовок дисков из них

Высокопрочный свариваемый сплав ВЖ 172 Марка сплава Т раб ,  ºC в 20 100 600Высокопрочный свариваемый сплав ВЖ 172 Марка сплава Т раб , ºC в 20 100 600 в сварного соединения от основного материала мм/мин МПа ЭП 718 800 1150 800 0, 8 2, 5 ВЖ 172 900 1 470 970 0 , 9 4, 0 In 718 650 1250 860 0, 75 -V кр ПРИМЕНЕНИЕ: корпуса турбины, камеры сгорания, диски КВД и ТНД (двигатель ПД-14 ОАО «Авиадвигатель» ); кольцевые заготовки шифра Ш 1230 (протоколы согласования условий поставки № 794 -2009, № 741 -2008) ПРОИЗВОДСТВО: ОАО «МЗ «Электросталь» , ОАО «СМК» , ОАО «Русполимет» Жаропрочные деформируемые сплавы для изготовления сварных узлов ГТД Вид полуфабриката в 20 0, 2 20 20 700 МПа % час, нагрузка 600 МПа Холоднокатаный лист 1, 5 мм 1481 1137 17 1 4 0 Поковка 1373 981 25 120 Отливка 1053 824 8, 4 —

 в 20 в 700 100 700 в , МПа N ц 10 3 исп =700 в 20 в 700 100 700 в , МПа N ц 10 3 исп =700 МПа Свариваемый материал Свойства После сварки Сварка + УУО Повышение свойств Никелевый сплав ВЖ 169 в 20 , МПа 1050 -1100 1080 1150 -1090 1120 4 % в 700 , МПа 800 -690 740 800 8, 5 % 100 700 , МПа 470 -390 430 525 -435 480 11 % N циклов при исп =700 МПа 7, 5 -12, 5 10 3 72 -80 10 3 5 раз повышение количества циклов до разрушения при усталостных испытаниях не менее, чем в 5 раз при исп =700 МПа . Обеспечивает: Макроструктура сварного соединения сплава типа ВЖ 169 х100 Микроструктура сварного соединения сплава типа ВЖ 169 после УУО х1000 Ультразвуковая ударная обработка сварных соединений жаропрочного никелевого сплава ВЖ

изготовление сварных деталей и узлов камер сгорания и других деталей  перспективных ГТД повышение температуры длительнойизготовление сварных деталей и узлов камер сгорания и других деталей перспективных ГТД повышение температуры длительной эксплуатации деталей и сварных узлов на 10 -30% снижение уровня эмиссии авиационных двигателей на 30 -40%. изготовление штатно-сварных узлов с σ в св. с. ≥ 0, 8 σ в о. м. Сплав ВЖ 171 (основной материал) Ар. ДЭС (присадка ВЖ 171), азотирование после сварки Ар. ДЭС (присадка Св-ЭП 533 ИД) азотирование после сварки Ар. ДЭС (присадка ВЖ 171) азотирование перед сваркойх2000 Тип сварки Тип присадки Азотирование в проточном азоте при 1180 ° С После сварки Перед сваркой Акр, мм/м ин МПа К* КС V +20 , Дж/см 2 ААр. ДЭ С Без присадки 4, 5 50 0, 83 19 2, 9 35 0. 58 17 Ар. ДЭС ВЖ 171 4, 5 60 1. 0 13 3, 1 45 0. 75 14 Св-ЭП 533 — ИД 4, 2 55 0. 92 7 3, 9 45 0. 75 211000 100 х200 х2000. . мосн. . ссв. К*= /Свойства сварных соединений сплава ВЖ 171 х2000 Технология аргонодуговой сварки жаропрочного никелевого сплава ВЖ 171, упрочняемого внутренним азотированием Применение: Обеспечивает:

Задачи:  • 2020 г.  Разработка технологий производства крупногабаритных поковок,  штамповок из перспективных высокожаропрочныхЗадачи: • 2020 г. Разработка технологий производства крупногабаритных поковок, штамповок из перспективных высокожаропрочных гетерофазных свариваемых сплавов, в том числе (2030 г. с комбинированным упрочнением) и технологий их сварки с применением роботизированных комплексов и термической обработки для изготовления сварных роторных конструкций Области применения: авиационная и ракетно-космическая промышленность, электроэнергетика, приборостроение, транспорт Сварной «блиск» Технологии производства сварных конструкций перспективных изделий из жаропрочных свариваемых сплавов

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ РОТАЦИОННОЙ СВАРКИ ТРЕНИЕМ МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЖАРОПРОЧНЫХ ДЕФОРМИРУЕМЫХ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ  СВАРНОЕ СОЕДИНЕНИЕРАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ РОТАЦИОННОЙ СВАРКИ ТРЕНИЕМ МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЖАРОПРОЧНЫХ ДЕФОРМИРУЕМЫХ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ СВАРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ «ТРУБА-ТРУБА» ДО И ПОСЛЕ СВАРКИ И Т / О (сплав ВЖ 175) СВАРНАЯ КОНСТРУКЦИЯ «ДИСК – ВАЛ» . СПЛАВ ВЖ 175 (до и после механической обработки) Свариваемые материалы Технологический вариант σ в +20 , МПа σ в 650 , МПа σ 100 650 , МПа σ в 750 , МПа КС U +20 , к. Дж/м 2 К= σ св. с. /σ о. м, ВЖ 175 + ВЖ 175 Закалка+старение + сварка 1232 1295 638 — 295 0, 8 Закалка+сварка+ старение 1550 1500 940 — 220 0, 90 -1, 0 Сварка+ закалка+ старение 1560 1510 850 — 280 0, 85 -1, 0 ЭИ 698+ЭИ 698 Сварка+ закалка+ старение 1120 — — 770 400 0, 9 ЭП 975+ ЭП 975 Сварка+ закалка+ старение 1120 — — 990 360 0, 9 ВЖ 172+ Э К 79 Сварка+ закалка+ старение 1300 — — 850 380 0, 8 -0, 95 Полуавтомат для сварки трением ПСТ-50 -2 М РОТАЦИОННАЯ СВАРКА ТРЕНИЕМ ОБЕСПЕЧИВАЕТ: возможность сварки деталей из материалов, несвариваемых методами сварки плавлением; получение сварных соединений с прочностью, близкой к прочности основного материала; повышение эффективности изготовления сварных узлов; значительное снижение трудоемкости изготовления; возможность автоматизации процесса сварки.

УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ ДЕФОРМАЦИИ МАТЕРИАЛОВ СТРУКТУРА С НАНОЧАСТИЦАМИ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ФАЗЫ х500 РАСЧЕТ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДЕФОРМАЦИИ (КОЛИЧЕСТВО ПЕРЕХОДОВ,УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ ДЕФОРМАЦИИ МАТЕРИАЛОВ СТРУКТУРА С НАНОЧАСТИЦАМИ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ФАЗЫ х500 РАСЧЕТ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДЕФОРМАЦИИ (КОЛИЧЕСТВО ПЕРЕХОДОВ, СТЕПЕНЬ, СКОРОСТЬ И ТЕМПЕРАТУРА) РАСЧЕТ ПРОЦЕССОВ ДИНАМИЧЕСКОЙ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ И ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ РАСЧЕТ ФИЗИЧЕСКИХ И СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВПерспективные методы моделирования технологических процессов обработки давлением Разработка математических моделей с помощью нейронных сетей 3 D моделирование на основе пластометрических испытаний РЕГЛАМЕНТИРОВАННАЯ СТРУКТУРА, ≤ 10 МКМ Разработка формальных методов компьютерного проектирования оптимальных составов и структуры материалов, расчет фазовой стабильности на основе зонной структуры металлов, технологических параметров их производства и переработки Управление технологическими процессами получения материалов и заготовок, прогнозирование свойств и структуры.

Эффективность изотермической деформации Эффективность: - увеличение КИМ в 1, 5 -2, 0 раза  за счетЭффективность изотермической деформации Эффективность: — увеличение КИМ в 1, 5 -2, 0 раза за счет уменьшения припусков и оптимизации формоизменения по переходам штамповки; — сокращение трудоёмкости механической обработки деталей на 20 -30%; — снижение энергетических затрат за счет сокращения операций технологического передела и использования оборудования меньшей мощности; — сокращение или устранение операций промежуточного удаления поверхностных дефектов при изготовлении штамповок из труднодеформируемых высокожаропрочных и высоколегированных сплавов. Сверхпластичность δ>600% Регламентированная структура штамповки. Изделие Сплав Вес штамповки кг Вес кованой заготовки, кг Экономия металла кг % Колесо центробежное ВТ-8 -1 25, 8 67 41, 2 61,

 • Формирование регламентированных структур с повышенными и стабильными эксплуатационными характеристиками;  •  Повышение • Формирование регламентированных структур с повышенными и стабильными эксплуатационными характеристиками; • Повышение сопротивляемости горячим трещинам в 2 -2, 5 раза; • Возможность последовательного совмещения технологических операций изготовления узлов двигателя (пайка+сварка); 2. 1 5. 0 Акр , мм/мин 246 Обеспечивает: х2001 2 1 2 Показатель сопротивляемости горячим трещинам. Повышение характеристик свариваемости никелевых сплавов типа ЭК-61 и ЭП-202 после изотермической штамповки

Защитные технологические покрытия Защита деталей из коррозионностойких сталей, жаропрочных никелевых,  высокохромистых и железоникелевых сплавов отЗащитные технологические покрытия Защита деталей из коррозионностойких сталей, жаропрочных никелевых, высокохромистых и железоникелевых сплавов от высокотемпературной газовой коррозии, науглероживания, наводораживания и коксоотложения в интервале температур 600 — 1100 о С Применение покрытий позволяет: ПОВЫСИТЬ: • ресурс работы изделий в 1, 5 -2 раза СНИЗИТЬ: • окисляемость стали и сплавов в 6 -10 раз • науглероживание в 6 -8 раз • коксоотложение в 10 -15 разбез покрытия с покрытием

Развитие технологий изотермической деформации на воздухе нового поколения гетерофазных труднодеформируемых жаропрочных сплавов Задачи:  • Развитие технологий изотермической деформации на воздухе нового поколения гетерофазных труднодеформируемых жаропрочных сплавов Задачи: • Разработка энергоэффективных, ресурсосберегающих (повышение КИМ в 3 -4 раза) технологий изотермической деформации на воздухе в режиме сверхпластичности труднодеформируемых жаропрочных суперсплавов нового поколения , включая естественные композиты для перспективных газотурбинных двигателей и энергетических установок • Разработка полифункциональных защитных технологических и смазочных покрытий для термической и термомеханической обработки новых высокопрочных сталей, тугоплавких ниобиево-молибденовых и интерметаллидных сплавов , а также комплексной системы защиты деталей из бериллиевых сплавов от окисления и сублимации токсичных окислов бериллия Создание центра трансфера технологий изотермической деформации на воздухе нового поколения гетерофазных труднодеформируемых жаропрочных сплавов на базе ФГУП «ВИАМ»

Сплав МПа (20 ° С) МПа (при 400 ° С) ВКС-170 1570 1520 1300 1200 1000Сплав МПа (20 ° С) МПа (при 400 ° С) ВКС-170 1570 1520 1300 1200 1000 800800 ВКС-180 1720 1600 1400 1350 1000 825825 ЭП 517 (серийный) 1100 950 800 880 490 Maraging 250 (США) 1725 1690 1523 1447 н/дн/д 400 100/2, 02, 0 ВВ 400 100 Мелкозернистая структура стали после упрочняющей термической обработки полуфабрикатов Х 100 Для силовых деталей двигателя (валы, крепеж) ( рабочая температура стали до 450 ° С)Высокопрочные мартенситностареющие стали ПРОИЗВОДСТВО: ОАО «МЗ «Электросталь» , ОАО «СМК» ПРИМЕНЕНИЕ: вал ТНД двигателя ПД-14 ОАО «Авиадвигатель» (сталь ВКС-170 ТУ 14 -1 -4479 -88; поковки шифра « 6 -33» ТУ 1 -801 -5421 -2009) ОБЕСПЕЧИВАЮТ: снижение массы деталей двигателя до 30%

Свариваемый материал Количество циклов до разрушения,  N ц 10 3 Напряжение исп , МПа ПослеСвариваемый материал Количество циклов до разрушения, N ц 10 3 Напряжение исп , МПа После сварки Сварка +УУО Сталь ВКС-12 700 > 150 > 220 750 78 -96 115 -140 800 33 -38 48, 5 -68, 5 850 22 -25 30 -40 повышение количества циклов до разрушения при усталостных испытаниях не менее, чем на 50% ( исп=700 -850 МПа). Структура сварного шва стали ВКС-12 после УУО Структура сварного шва стали ВКС-12 х100 Обеспечивает: х100 исп , МПа 850 800 750 700 N циклов 10 3 10 50 90 130 170 сварка Сварка + УУОсталь ВКС-12 210 Ультразвуковая ударная обработка сварных соединений стали ВКС-

Наименование показателей Новая теплостойкая подшипниковая сталь Значение показателей отечественных и зарубежных объектов аналогичного назначения 8 ХНаименование показателей Новая теплостойкая подшипниковая сталь Значение показателей отечественных и зарубежных объектов аналогичного назначения 8 Х 4 В 9 Ф 2 -Ш (ЭИ 347) ТУ 14 -1 -2244 -76 США Latrobe Steel Co М 50 Германия VSG Cronidur 30 Франция Aubert & Duval XD 15 NW Япония Nissan MOTOR JP 2002348636 Теплостойкость о С 520 500 300 250 300 500 Твердость рабочей поверхности Н RC не менее HV 5 не менее 60 750 58 700 59 710 60 750 Карбидная неоднородность (Баллы) <1 меньше балла 1 -2 <1 меньше балла 1 <1 меньше балла 2 3 -4 превышает балл 3 ТЕПЛОСТОЙКИЕ СТАЛИ ДЛЯ ПОДШИПНИКОВ Микроструктура подшипниковой стали ЭИ 347 (8 Х 4 В 9 Ф 2 -Ш)Микроструктура новой подшипниковой стали х500 Карбидная неоднородность х

Прецизионная выплавка слитков Горячая прокатка (ковка) слитков на заданный размер Горячая прокатка на лист до толщиныПрецизионная выплавка слитков Горячая прокатка (ковка) слитков на заданный размер Горячая прокатка на лист до толщины 2 -3 мм. Холодная прокатка ленты, включая межоперационную очистку поверхности Отгрузка продукции Термическая Обработка (промежуточная и окончательная)Контроль качества (хим. состав, мех. свойства)Бериллийсодержащие сплавы и стали для упругих чувствительных элементов ПРИМЕНЕНИЕ: Токоведущие и силовые упругие чувствительные элементы авиационных приборов (упругие элементы привода заслонки воздухозаборника самолетов Су27 (всех модификаций), Су30 МКИ, Миг 29 (всех модификаций) и др. ) ПРОБЛЕМЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ: прекращено производство ленты из сталей 97 НЛ-ВИ, 95 НЛВФ-ВИ, 95 НЛМ-ВИ в связи с отсутствием специализированного производства по выплавке бериллийсодержащих сплавов и малыми объемами потребления (до 1 тонны в год). ЗАДАЧА: Разработка технологии изготовления и организация малотоннажного производства холоднокатаной ленты из бериллийсодержащих сплавов и сталей. ФГУП «ВИАМ» ФГУП «ЦНИИчермет им. И. П. Бардина» ФГУП «ВИАМ» ПРЕИМУЩЕСТВА: Уникальное сочетание характеристик: высокая технологическая пластичность в закаленном состоянии, высокий уровень упруго-пластических свойств и их стабильность во времени в широком интервале рабочих температур (от -70 ° С до 250 ° С) ФГУП «ВИАМ» имеет сертифицированное производство бериллия и бериллийсодержащих сплавов с полным замкнутым циклом.

РАЗРАБОТКА СПЛАВОВ Приоритеты: США, Россия, Франция, Китай, Япония ТЕХНОЛОГИИ И ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО Приоритеты: США, Россия, Австрия,РАЗРАБОТКА СПЛАВОВ Приоритеты: США, Россия, Франция, Китай, Япония ТЕХНОЛОГИИ И ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО Приоритеты: США, Россия, Австрия, Китай, Германия αα 22 – – Ti. Ti 33 Al. Al ( « α 2 » сплавы) Ti. Ti 22 Al. Nb ( «орто» сплавы)Ti. Al ( γ -сплавы) деформация литьедеформация Жаропрочные сплавы на основе интерметаллидов титана

Подготовка шихтовых материалов Производство расходуемых электродов Ti губка Алюминий Лигатуры Гидравлическое прессование Процесс ВДП Переплав электродовПодготовка шихтовых материалов Производство расходуемых электродов Ti губка Алюминий Лигатуры Гидравлическое прессование Процесс ВДП Переплав электродов методом ГРЭ Переплав ВДП Производство форм Разработка прессформ Производство восковых моделей Производство оболочковых форм Обточка слитка Процесс ВИП Центробежное литье Контроль качества Рентген, томография Дефектоскопия Шероховатость поверхности. Механическая обработка Задачи: • Разработка сплавов на основе -фазы интерметаллида Ti. Al c прецизионной системой легирования и плотностью 3, 5 -3, 9 г/см 3 3 и рабочей температурой до 800 оо СС • Создание технологий выплавки интерметаллидного -сплава с управлением структурой на стадии выплавки слитков • Создание технологий моделирования процессов заполнения форм и затвердевания отливок , разработки конструкций литниково-питающих систем , разработка составов и технологий изготовления керамических форм для литья лопаток турбин • Разработка технологий механической обработки деталей и лопаток Создание центра компетенции (трансфера технологий) по интерметаллидным титановым сплавам на базе ФГУП «ВИАМ» Разработка составов и технологий производства отливок из интерметаллидных γγ — Ti. Al сплавов Применение сплавов на основе γγ ТТ ii -А-А ll обеспечит : : • Снижение веса лопаток ТНД в 1. 5 – 2 раза

Сплав Полуфабри кат σ В 20 ,  МПа σ В , 750  МПа Е,Сплав Полуфабри кат σ В 20 , МПа σ В , 750 МПа Е, ГПа Опытный ВИТ-Х Отливка 25 мм ТО ≥ ≥ 550550 ≥ ≥ 520520 169169 ВТИ-3 Л Отливка 25 мм ГИП+ТО ≥ 545 ≥ 450 168 Сплав Полуфабрикат σ В , МПа σ 0, 2 , МПа , % ВТИ-4 Лист 2, 5 мм ≥ 1150 ≥ 110 0 6 ВИТ 1 Пруток Ø 25 мм ≥ 1300 ≥ 1150 8 ● ● Авиационная промышленность ● ● Транспортное машиностроение Производство: ФГУП «ВИАМ» Лопатки и крыльчатки турбокомпрессоров из Ti. Al Производство: ОАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА» Перспективные материалы на основе интерметаллидов титана ПЕРСПЕКТИВА — ИНТЕРМЕТАЛЛИДНЫЕ КМ ОРТО-СПЛАВ + 40% Si. C Применение КМ ОБЕСПЕЧИТ: • снижение веса узлов на 40%; • повышение рабочих температур на 250 °С; • повышенную пожаробезопасность до 900 °С Преимущества КМ ( по сравнению с традиционными сплавами) • плотность на 40% ниже ; • предел прочности в 1, 5 раза выше ; • жаропрочность в 2 раза выше. Литейные сплавы на основе интерметаллидов титана γγ — Ti. Al Деформируемые сплавы на основе интерметаллидов титана ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ:

Основные результаты реализации стратегических направлений развития материалов и технологий и перспективных концептов применительно к комплексным проектамОсновные результаты реализации стратегических направлений развития материалов и технологий и перспективных концептов применительно к комплексным проектам (Вертолетостроение, Двигателестроение, Агрегатостроение) ●● снизить на 30% массу конструкций двигателя летательных аппаратов за счет применения сверхлёгких материалов нового поколения, а также технологии создания интегрированных систем, в т. ч. прогрессивными методами сварки в твердой фазе ●● увеличить объем применения в силовых конструкциях композиционных и интеллектуальных материалов до 60% по весу ●● снизить расход топлива, шум, эмиссию СО 22 в 2 раза, эмиссию NO XX в 1, 8 раза ●● повысить температуру газа перед турбиной до 2200 К, ресурс деталей горячего тракта в 2 -3 раза, обеспечить соотношение тяги к весу 20: 1, снижение стоимости жизненного цикла на 10 -20 %; ●● создать семейство авиадвигателей нового поколения тягой 9 -18 тонн, в т. ч. за счет применения новой генерации супержаропрочных материалов и покрытий ●● сократить на 30 -50% стоимость, затраты на ремонт и восстановление конструкций, трудоёмкость техобслуживания в 2 раза ●● создать ГЗЛА, работающие при скоростях до 15 чисел Маха, включая ГПВРД ●● снизить до 50% заметность в оптическом, тепловом, радиолокационном и акустическом диапазонах за счет применения нанотехнологий ●● существенно повысить безопасность полета за счёт снижения влагонасыщения полимерных композиционных материалов, повышения их ударо- и молниестойкости ●● провести квалификацию отечественных материалов, в т. ч. с учетом требований зарубежных стандартов

БЛАГОДАРИМ за внимание ФГУП ВИАМ ГНЦ РФ 105005, Москва, ул. Радио, 17 Е- mail:  аБЛАГОДАРИМ за внимание ФГУП ВИАМ ГНЦ РФ 105005, Москва, ул. Радио, 17 Е- mail: а dmin@viam. ru www. viam. ru факс : : (499) 267 -86 —