Применение и характеристики зубчатых передач из высокотемпературных сплавов в газовых турбинах

​

 Применение и характеристики зубчатых передач из высокотемпературных сплавов в газовых турбинах

Во время работы газовой турбины зубчатые передачи подвергаются экстремально высоким температурам. Материалы из высокотемпературных сплавов обладают отличной прочностью при высоких температурах и могут выдерживать огромные нагрузки при высоких температурах. Например, никелевые высокотемпературные сплавы всё ещё сохраняют высокую предел текучести и предел прочности при температурах до 700-1000°C. Это происходит потому, что никель и другие легирующие элементы (такие как хром, молибден, вольфрам и др.) в сплаве образуют устойчивую упрочняющую фазу, которая эффективно предотвращает смещение и деформацию зёрен при высоких температурах, обеспечивая, чтобы зубчатые передачи не деформировались или не ломались при высоких температурах и напряжениях.
Это свойство высокотемпературной прочности позволяет зубчатым колесам передавать мощность стабильно, и даже когда газовая турбина работает длительное время или при условиях высокой выходной мощности, она всё равно сохраняет хорошие механические свойства, эффективно предотвращая снижение эффективности передачи мощности или сбои системы, вызванные деформацией зубчатых колёс.

При частом запуске, остановке и изменении нагрузки газовых турбин зубчатые колеса подвергаются повторяющимся циклам нагрева и охлаждения. Зубчатые колеса из сплавов для высоких температур обладают хорошей сопротивляемостью термической усталости и могут выдерживать изменения напряжений, вызванные такими тепловыми циклами. Микроструктура сплава специально разработана, например, путём добавления элементов с высокой температурой плавления и хорошей термической устойчивостью, чтобы внутренняя структура зубчатого колеса не трескалась или не повреждалась при резких изменениях температуры.
Когда зубчатая передача быстро охлаждается из высокотемпературного рабочего состояния или быстро нагревается во время процесса запуска, сопротивление термической усталости может обеспечить, что зубчатая передача не выйдет из строя преждевременно из-за концентрации термических напряжений, тем самым обеспечивая надежность системы передачи мощности газовой турбины.

​