超超臨界汽輪機葉片(Ti,Al)N-TiN涂層結構與抗氧化性能研究.pdf

1、超超臨界汽輪機技術的不斷發(fā)展對其葉片工作溫度提出了越來越高的要求,為提高葉片服役穩(wěn)定性和延長其使用壽命,采用脈沖偏壓電弧離子鍍低溫沉積技術在超超汽輪機葉片用鋼1Cr11MoNiW1VNbN上制備了(Ti,Al)N/TiN涂層。參考標準GB/T13303-91和HB5258-2000并根據(jù)超超臨界汽輪機葉片實際工況與性能要求對(Ti,Al)N/TiN涂層實施了700℃×1000h的恒溫氧化試驗和700℃×200次的循環(huán)氧化試驗。采用掃描電

2、鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、X射線衍射儀(XRD)及顯微硬度儀等方法研究了(Ti,Al)N/TiN涂層的組織結構及其力學性能,并著重對其抗氧化性能及其氧化機制進行了深入的分析和研究,為(Ti,Al)N/TiN涂層應用于超超臨界汽輪機葉片的防護提供了一定的理論儲備和技術支持。
　　 所制備的(Ti,Al)N/TiN涂層由TiN過渡層和(Ti0.7Al0.3)N表層組成,涂層整體厚度約4μm,其中TiN過渡層厚度為1μm。涂層為

3、B1型(NaCl)單相結構,具有(220)擇優(yōu)取向。涂層表面光滑均勻致密,厚度均勻,與基體結合界面結合良好。TiN過渡層的設計有效減少了(Ti,Al)N涂層與基體之間的應力集中,提高了涂層和基體的界面結合強度。涂層具有高達Hv2829.8的顯微硬度,表明涂層具有良好的抗固體顆粒沖蝕性能。高溫氧化的試驗數(shù)據(jù)表明,經(jīng)700℃下氧化1000小時后,(Ti,Al)N/TiN表面生成一層致密的以金紅石型TiO2和Al2O3為主的保護性氧化膜,氧化