合金鋁管抗高溫氧化性能航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片在使用時必須加防護(hù)涂層，以提高基體合金的抗高溫氧化性能。料漿滲鋁硅涂層是一種很有前途的二元涂層。這種涂層具有良好的高溫抗氧化能力。這與涂層中硅的合理分布與擴(kuò)散有…
合金鋁管抗高溫
氧化性能
航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片在使用時必須加防護(hù)涂層，以提高基體合金的抗高溫氧化性能。料漿滲鋁硅涂層是一種很有前途的二元涂層。這種涂層具有良好的高溫抗氧化能力。這與涂層中硅的合理分布與擴(kuò)散有關(guān)。本研究采用熱擴(kuò)散的方法，在K438高溫合金表面制備了Al-Si涂層，經(jīng)1000℃，500h高溫氧化性能試驗(yàn)，通過光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、能譜等對試樣表面、截面觀察分析，討論滲鋁硅涂層的抗高溫氧化性能，并對硅的作用機(jī)理進(jìn)行探討。通過對滲鋁硅試樣和原始試樣不同時間高溫氧化腐蝕后測出的單位面積增重繪制出高溫氧化動力學(xué)曲線，并對曲線進(jìn)行動力學(xué)分析，由動力學(xué)曲線可以看出，鋁硅涂層較滲鋁涂層和原始試樣有較好的抗高溫氧化性能。 本試驗(yàn)采用XL-300FEG型掃描電（SEM）鏡對涂層表面進(jìn)行觀察分析。用SEM對試樣進(jìn)行表面形貌觀察，隨著氧化的進(jìn)行，表面生成連續(xù)的Al2O3膜，起伏增大。采用低壓氣相沉積法,在鎳基高溫合金DD32上制備鋁化物涂層。涂層外層為β-NiAl,內(nèi)層（擴(kuò)散層）寬度接近外層,富集Re。在900℃,1000℃氧化500小時后,表面氧化膜為致密的α-Al2O3和針狀的θ-Al2O3,氧化動力學(xué)基本符合拋物線規(guī)律。氧化后的鋁化物涂層外層為β-NiAl,有貧Al的Ni3Al沿晶界析出;內(nèi)層（擴(kuò)散層）母體為Ni3Al,并析出塊狀的富Re和W的化合物。隨氧化時間的延長，試樣剝落現(xiàn)象也趨明顯，但剝落后仍有新的Al2O3膜生成，保護(hù)基體。 同時用SEM對試樣進(jìn)行斷面觀察，測量氧化膜厚度，觀測氧化膜分層結(jié)構(gòu)，采用能譜儀（EDX），分析涂層及基體中各個元素的濃度。K438鎳基高溫合金Al-Si涂層在高溫長時間保溫過程中，通過互擴(kuò)散形成的富鋁的β-NiAl相和富鎳的β-NiAl化合物層使涂層獲得良好抗高溫氧化性能。 Al-Si涂層中硅元素呈內(nèi)高外低的形式分布，往往以富硅的K6C和G相[Ni16（TiCr6）Si7]顆粒狀分布在涂層中。硅能抑制β相的生長，促使β相轉(zhuǎn)變?yōu)棣谩湎�，含硅的γ′相抗蝕能力大增，其抗氧化能力與β相相當(dāng)。另外硅促使β相轉(zhuǎn)變?yōu)棣谩湎嘁灿欣诮档痛嗨苻D(zhuǎn)變溫度，生成的α-Al2O3附著力好，涂層不易開裂、脫落的作用。硅的加入起到擴(kuò)散障的作用，阻止了基體金屬元素的向外擴(kuò)散和氧元素向內(nèi)擴(kuò)散，提高了涂層的氧化抗力。研究了采用熔鑄法制備Al-Ti-B-RE中間合金時,稀土、過熱溫度、靜置溫度等因素對中間合金制備的影響;并通過對中間合金組織的對比和細(xì)化試驗(yàn),對Al-Ti-B-RE中間合金的性能進(jìn)行了評定。結(jié)果表明:稀土的加入無論是對細(xì)化劑組織還是對細(xì)化結(jié)果影響是最大的,過熱溫度和靜置溫度的影響則較小。
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