«ВИЛС» подготовил к паспортизации новейшие гранулируемые сплавы для авиационного двигателестроения

ОАО «Всероссийский институт легких сплавов» разработал и подготовил к паспортизации высокопрочный и высокожаропрочный гранулируемые никелевые сплавы марок ВВ752П и ВВ753П с принципиально новыми характеристиками. Работу проводили в рамках федеральной целевой программы по созданию двигателей для перспективного комплекса дальней авиации (ПАК ДА) по техническому заданию ПАО «Кузнецов». Паспортизация сплавов начинается во 2-м полугодии 2017 года. По ее завершении в 2018 году сплавы будут применять для выпуска заготовок дисков компрессора и турбины нового двигателя.

Новый сплав ВВ752П характеризуется очень высокими прочностными характеристиками за счет увеличения содержания углерода до 0,12%, притом что традиционно при добавлении углерода в состав порошковых жаропрочных никелевых сплавов применяется концентрация не более 0,04%. Это ограничение связано с попыткой предотвратить образование грубых сеток первичных карбидов, которые повышают хрупкость металла, полученного из сплава. Однако введение в состав сильных карбидообразующих элементов, таких как гафний и тантал, позволило решить проблему и повысить концентрацию углерода. Уровни прочности и сопротивления малоцикловой усталости сплава ВВ752П по сравнению с прототипом повысились на 50 и 80 МПа соответственно, а уровень жаропрочности при температуре 650°С увеличился на 60 МПа – до 1160 МПа.

Прототипом для ВВ752П стал ранее разработанный в ОАО «ВИЛС» суперсплав ВВ751П первого поколения класса «ВВП». Он уже прошел паспортизацию в ВИАМе, вошел в ГОСТ на гранулируемые сплавы и широко используется в конструкции перспективных двигателей для производства критических деталей.

Готов к паспортизации также новейший высокожаропрочный никелевый сплав ВВ753П с комплексом повышенных механических характеристик. При разработке его композиции приняты во внимание все перспективные мировые тенденции производства гранулируемых сплавов для высоких рабочих температур.

Главной особенностью ВВ753П является включение в его состав редких элементов и высокоэффективных уплотнителей – тантала и рения. Это обеспечило повышение высокотемпературного предела прочности и длительной прочности, повысило сопротивление ползучести и снизило скорость роста усталостной трещины. На опытных заготовках дисков из сплава ВВ753П специалистам ОАО «ВИЛС» удалось достигнуть предела прочности и предела текучести на уровне 1640 и 1190 МПа соответственно, а жаропрочности при температуре 750°С – на уровне до 800 МПа.

Тантал входит в состав всех новейших высокожаропрочных зарубежных сплавов. Однако в легировании отечественных гранулируемых никелевых сплавов он не использовался. Результаты научных исследований ОАО «ВИЛС» показали, что, несмотря на дефицитность и высокую стоимость тантала, его введение в сплавы оправдано.

Наибольший интерес для создателей ВВ753П представлял рений – единственный из редких элементов для легирования сплавов, одновременно повышающий сопротивление ползучести, горячей коррозии и поддерживающий фазовую стабильность. Рений достаточно широко используется в легировании зарубежных никелевых сплавов. Российские исследователи тоже рассматривают его как весьма перспективный компонент.

Сплав марки ВВ753П создан на основе самого жаропрочного из запатентованных и вошедших в ГОСТ сплава ВВ750П разработки ОАО «ВИЛС». Он обладает уникальным уровнем длительной прочности при температуре 750°С и показывает хорошую работоспособность при температурах до 900°С в ходе производства короткоресурсных деталей спецтехники.

«Российские разработчики перспективных двигателей пятого поколения предъявляют очень высокие требования к свойствам жаропрочных никелевых сплавов, и ни один из существующих отечественных и зарубежных сплавов, адаптированных к гранульной металлургии, в полной мере не удовлетворял им. В ходе глубокого патентно-технического поиска, учитывая лучший мировой опыт, наши специалисты создали композиции, где высокие прочностные и жаропрочные характеристики сочетаются с высоким сопротивлением усталостному разрушению материала. Это станет существенным вкладом в разработку авиатехники, способной конкурировать с образцами ведущих мировых производителей», – прокомментировал генеральный директор ОАО «ВИЛС» Андрей Пилипчук.

ПАО «Кузнецов» – ведущее предприятие в России по разработке, производству, техническому сопровождению в эксплуатации и ремонту газотурбинных авиационных, жидкостных ракетных двигателей, газотурбинных установок для наземного использования в газовой отрасли, энергетике. Находится в городе Самаре.

ОАО «Всероссийский институт легких сплавов» – стратегическое предприятие в области создания новых технологий и производства металлургической продукции из специальных сплавов.

Институт «ВИЛС» обладает замкнутым металлургическим производственным циклом, интегрированным с испытательной и исследовательской базой. В инновационном портфеле института находится 101 патент. Научные кадры и производственные мощности сосредоточены на единой площадке в Москве. Крупнейшим акционером ОАО «ВИЛС» является Государственная корпорация «Ростех».

Госкорпорация «Ростех» – российская корпорация, созданная в 2007 году для содействия разработке, производству и экспорту высокотехнологичной промышленной продукции гражданского и военного назначения. В её состав входят более 700 организаций, из которых в настоящее время сформировано 11 холдинговых компаний в оборонно-промышленном комплексе и 3 – в гражданских отраслях промышленности, а также более 80 организаций прямого управления. В портфель Ростеха входят такие известные бренды, как АВТОВАЗ, КАМАЗ, «Концерн «Калашников», «Вертолеты России», ВСМПО-АВИСМА, «Уралвагонзавод» и т. д. Организации Ростеха расположены на территории 60 субъектов РФ и поставляют продукцию на рынки более 70 стран. Консолидированная выручка Ростеха в 2016 году достигла 1 трлн. 266 млрд. рублей, консолидированная чистая прибыль – 88 млрд. рублей, а EBITDA – 268 млрд. рублей. Заработная плата в среднем по Корпорации в 2016 году составила 44 000 рублей. Согласно стратегии Ростеха, основной задачей Корпорации является обеспечение технологического преимущества России на высококонкурентных мировых рынках. Одной из ключевых задач Ростеха является внедрение нового технологического уклада и цифровизация российской экономики.

По материалам компании «ВИЛС»