鎳基單晶合金MCrAlY涂層防護(hù)性能研究.pdf

1、單晶高溫合金由于其優(yōu)秀的高溫機(jī)械性能，目前已經(jīng)成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的首選材料。然而，單晶高溫合金葉片的抗高溫氧化和抗熔鹽的熱腐蝕性能較差，需要進(jìn)行表面防護(hù)處理。 本文采用低壓等離子噴涂技術(shù)（LPPS）在單晶高溫合金上制備了NiCoCrAlYTa六元合金涂層。并對(duì)涂層進(jìn)行了真空熱擴(kuò)散處理。采用X射線衍射（XRD）、帶能譜的掃描電鏡（SEM/EDS）、電子探針和顯微硬度儀等分析手段對(duì)噴涂態(tài)和熱處理態(tài)涂層的相組成、顯微結(jié)構(gòu)、結(jié)合強(qiáng)度和韌

2、性等進(jìn)行了評(píng)價(jià)，重點(diǎn)對(duì)單晶高溫合金和有涂層的單晶高溫合金的高溫氧化和兩種熔鹽（Na2SO4熔鹽和75％（wt％）Na2SO4+25％（wt％）熔鹽）的熱腐蝕行為進(jìn)行了研究，探討高溫氧化和熱腐蝕失效機(jī)理，主要的研究結(jié)果如下： 1）噴涂態(tài)涂層結(jié)構(gòu)致密、元素分布均勻、孔隙率低。主要相由γ-Ni相、β-NiAl相和少量γ’-Ni3Al組成。熱處理后涂層與基體出現(xiàn)互擴(kuò)散。涂層與基體結(jié)合良好。 2）900℃條件下單晶合金的抗高溫氧化

3、性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及涂層的抗高溫氧化性能，單晶經(jīng)過(guò)100h氧化后出現(xiàn)剝落失重。在覆蓋有涂層后，試樣表現(xiàn)出優(yōu)異的抗氧化性能，在900℃、1000℃、1100℃氧化200h后其仍具有完整的氧化膜，增重曲線分別符合對(duì)數(shù)規(guī)律、拋物線規(guī)律、立方規(guī)律。增重量都在0.003mg/c㎡以下。在不同溫度下形成的氧化膜具有不同的晶型。 3）單晶合金在Na2S04熔鹽和75％（wt％）Na2SO4+25％（wt％）熔鹽中都未能形成有效的保護(hù)膜，試樣在早期就出