Аннотация:
Сульфидно-оксидная и хлоридная коррозия оказывает значительное влияние на ресурс деталей газотурбинных двигателей. Под воздействием высоких температур кислород и сера проникают через поверхность жаропрочного сплава, изменяя его физико-механические свойства, что при действии высоких внешних нагрузок приводит к разрушению. Взаимная диффузия компонентов и химические реакции изменяют локальный химический состав и плотность материала, создавая поля собственных деформаций и остаточных напряжений. Напряжения и их градиенты влияют на скорости процессов взаимной диффузии компонентов и химических реакций. Движение компонентов обусловлено конвективным переносом и диффузионными потоками относительно материала. Однако для описания взаимной диффузии компонентов в атомных кристаллах независимые диффузионные потоки определяются относительно маркеров – инертных частиц, не влияющих на химические и диффузионные процессы в материале. Формулируется связанная модель, совмещающая маркерный подход к описанию диффузии и материальный подход к описанию деформирования. В ней учитывается наиболее простой механизм сульфидно-оксидной коррозии двухкомпонентного жаропрочного сплава. Учитываются объемные деформации набухания материального объёма вследствие диффузионных и химических процессов и сдвиговые упругопластические деформации металла и продуктов коррозии при высоких температурах, за счет которых в рассматриваемой расчетной схеме релаксируют напряжения. Решение термодинамического неравенства для рассматриваемых переменных состояния и процессов дает перекрестные члены и зависимость от градиента среднего напряжения в физических соотношениях для диффузионных потоков, зависимость скоростей химических реакций от среднего напряжения. В балансовые уравнения химического состава входит скорость конвективного перемещения материала. Предполагается, что эти элементы связанности модели будут важными для описания процесса сульфидно-оксидной и хлоридной коррозии металлических сплавов с учетом влияния технологических остаточных и эксплуатационных напряжений на диффузионные и химические процессы и возникновения собственных деформаций и остаточных напряжений вследствие этих процессов.
Полный текст:
PDF файл (1364 kB)