兩種MCrAlY復(fù)合涂層的制備和性能研究.pdf

1、密級(jí)桂林電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文題目?jī)煞N兩種MCrAlY復(fù)合涂層的制備和性能研究復(fù)合涂層的制備和性能研究（英文）（英文）InvestigationonPreparationandPropertiesofTwoMCrAlYCompositeCoatings研究生學(xué)號(hào):102011205研究生姓名:楊征指導(dǎo)教師姓名、職務(wù)指導(dǎo)教師姓名、職務(wù):黃以平黃以平教授教授申請(qǐng)學(xué)位門類:____________________工學(xué)碩士工學(xué)碩士______

2、______________學(xué)科、專學(xué)科、專業(yè)名稱:機(jī)械電子工程機(jī)械電子工程提交論文日期:20132013年4月論文答辯日期:20132013年6月摘要I摘要高溫防護(hù)涂層廣泛的用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的葉片以及其他熱端部件的防護(hù)，在實(shí)際服役過(guò)程中高溫防護(hù)涂層通常需要兼顧兩個(gè)方面的性能：一是須具有良好的抗高溫氧化和熱腐蝕性能，二是盡量避免涂層與基體的相互作用，如互擴(kuò)散。通過(guò)改善上述兩方面的性能，以提高涂層的長(zhǎng)期使役壽命一直是研究者的重要目

3、標(biāo)。本論文工作采用電鍍及電弧離子鍍工藝分別制備了普通MCrAlY涂層（后面簡(jiǎn)稱C1）、MCrAlY梯度復(fù)合涂層（后面簡(jiǎn)稱C2）和含擴(kuò)散阻擋層體系的MCrAlY復(fù)合涂層（后面簡(jiǎn)稱C3）。對(duì)擴(kuò)散阻擋層的制備工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。分析了3種涂層的組織結(jié)構(gòu)，對(duì)比研究了3種涂層在靜態(tài)空氣下1000和1100℃的恒溫氧化行為以及在900℃下Na2SO4K2SO4和Na2SO4NaCl兩種混合鹽體系中的熱腐蝕性能。主要研究?jī)?nèi)容結(jié)論如下：（一）擴(kuò)散阻擋層

4、的制備及工藝參數(shù)優(yōu)化采用電鍍工藝制備了連續(xù)、致密的、亞微米級(jí)的Ni-Re鍍層，發(fā)現(xiàn)在弱堿性鍍液中，陰極電鍍的電流效率較高，達(dá)到70%左右；鍍層含有的Ni和Re原子比接近1:1；較低的陰極電流密度、濕噴砂電解腐蝕的表面預(yù)處理工藝可以獲得高質(zhì)量的Ni-Re鍍層，且膜/基結(jié)合力顯著提高。（二）三種涂層的組織結(jié)構(gòu)C1涂層為單層結(jié)構(gòu)，主要由γ′/γ相和少量的β-(Ni,Co)Al相組成。退火態(tài)的C2涂層具有雙層結(jié)構(gòu)：外部富Al（以β-NiAl相為

5、主，并含有少量的Cr3Si或α-Cr相），內(nèi)部富Cr（β-NiAl、γ′/γ和α-Cr等的混合相）。C3涂層則具有三層結(jié)構(gòu)：外部以Al和Cr成分呈梯度分布構(gòu)成梯度復(fù)合涂層（與C2類似）、涂層與基體界面處以α-Cr相為主形成擴(kuò)散阻擋層。（三）三種涂層的高溫氧化性能1000℃條件下C1涂層表面形成的是α-Al2O3,同時(shí)涂層中的β-(Ni,Co)Al基本消失；而C2和C3兩種復(fù)合涂層仍具有較多的β-(Ni,Co)Al相；在1100℃條件下，

6、C1涂層退化較為嚴(yán)重，而C2和C3涂層較多的β-(Ni,Co)Al相，促使在剝落區(qū)形成再修復(fù)區(qū)。其中C3涂層的Cr基擴(kuò)散阻擋層在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)顯著地抑制Al內(nèi)擴(kuò)散，較C2涂層具有更為優(yōu)異的抗高溫氧化性能。（四）三種涂層的熱腐蝕性能腐蝕動(dòng)力學(xué)曲線和結(jié)構(gòu)分析表明，C3涂層的熱腐蝕性能最好，C2涂層次之，C1涂層最差。在Na2SO4K2SO4體系下，C1涂層表面非保護(hù)性的混合氧化膜造成涂層在熱腐蝕期間的內(nèi)硫化和內(nèi)氧化，加速涂層的退化。C2和C3涂