鎳基單晶合金MCrAlY涂層防護性能研究.pdf

1、單晶高溫合金由于其優(yōu)秀的高溫機械性能，目前已經(jīng)成為航空發(fā)動機葉片的首選材料。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，需要進行表面防護處理。 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。并對涂層進行了真空熱擴散處理。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)合強度和韌

2、性等進行了評價，重點對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）的熱腐蝕行為進行了研究，探討高溫氧化和熱腐蝕失效機理，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、性能遠遠不及涂層的抗高溫氧化性能，單晶經(jīng)過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膜，試樣在早期就出