В России и за рубежом развитие энергетики предполагает все более широкое использование турбинных агрегатов повышенной мощности, давление пара в которых достигает 25 МПа, скорость парового потока 500м/с, а его температура 540 °С. Силовые нагрузки вызывают в материале лопаток сложное напряженное состояние (изгиб и скручивание), кроме того в них возникают растягивающие напряжения от центробежной силы, обусловленной большой скоростью вращения ротора. Перспективными материалами для крупногабаритных лопаток в таких турбинах могут быть псевдо-α-титановые сплавы [1–17], у которых содержание нестабильной β-фазы значительно меньше, чем в двухфазных (α+β) — титановых сплавах, что обеспечивает их более высокую теплостойкость. Известно, что электроискровые покрытия, нанесенные на псевдо-α-титановые сплавы, имеют высокую износостойкость при температурах до 500 °С и высокую коррозионную стойкость и могут быть использованы для повышения долговечности турбинных лопаток, работающих в потоке перегретого пара при высоких температурах, в условиях каплеударного эрозионного воздействия [3–7, 18–45]. Принимая во внимание достоинства и недостатки метода ЭИЛ, на многих предприятиях ведутся разработки технологических процессов упрочнения (а также восстановления) входных и выходных кромок рабочих лопаток последних ступеней паровых турбин с использованием ЭИЛ [3–29, 33–45]. Сведений об использовании электроискрового легирования для упрочнения турбинных лопаток из титановых сплавов в литературе крайне мало. Варьируя параметры и условия ЭИЛ, можно изменять металлургические процессы, протекающие в зоне электроискрового разряда, осуществлять целенаправленный синтез высокопрочных и жаростойких соединений и формировать сложные композиционные покрытия.
Важными задачами исследования электроискрового легирования титановых сплавов является установление закономерностей электрической эрозии материалов электродов, особенно титанового катода, а также закономерностей формирования покрытий на катоде с учетом энергетических факторов, особенностей материалов электродов и межэлектродной среды. Для установления зависимостей влияния факторов и условий технологического процесса электроискровой обработки на качество покрытий на титановых лопатках паровых турбин целесообразно применять методы математического моделирования и новые усовершенствованные технологии [3–45].