激光熔覆MCrAlY/YSZ梯度热障涂层的组织结构与性能研究
发布时间：2021-01-28 09:08
为了满足先进航空发动机高推力,高效率,低油耗,长寿命的设计要求,对热障涂层的高温防护性能要求越来越高。自热障涂层开发以来,制备工艺水平直接影响涂层的微观结构,热力学性质和使用寿命。因此,制备方法和工艺的不断改进也是热障涂层技术的重要发展方向之一。由于激光熔覆熔覆过程的复杂性,以及制备材料性能与熔覆过程密切相关,所以,研究激光熔覆制备热障涂层的工艺,组织与性能三者之间的关系具有重要意义。论文主要工作如下:首先选用多种工艺参数在TC4基材上激光熔覆单道CoCrAlSiY涂层和单道CoCrAlSiY/YSZ涂层。对激光熔覆的CoCrAlSiY和CoCrAlSiY/YSZ涂层从成形情况、表面质量、微观组织等方面进行对比分析,并结合显微硬度测试对不同工艺制备的样块进行了评价。结果表明,当激光功率1600W,扫描速度10mm/s时,CoCrAlSiY涂层整体质量最佳。激光功率1800W,扫描速度10mm/s时,CoCrAlSiY/YSZ涂层整体质量最好。其次,研究了E对激光熔覆制备多层CoCrAlSiY/YSZ复合涂层的致密化、微观组织、显微硬度和摩擦磨损性能的影响。结果为当E=200kJ时,致密...
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
热障涂层的3种结构
中国民航大学硕士学位论文热障涂层的性能和寿命有很大影响，为了延长涂层寿命，提高涂层性，需要不断改进传统的制备工艺。热障涂层制备技术主要包括等离子praying)、电子束-物理气相沉积(EB-PVD, electron beam-physical vapor d(Laser Cladding)等。离子喷涂技术主要包括大气等离子喷涂（APS, atmospheric plasma spray）、溶液SPPS, solution precursor plasma spray）和超音速等离子喷涂（SPS, praying）。APS 由于其成本低、制备效率高，是目前 TBC 广泛应用的制 和 SPS 在纳米涂层制备方面比 APS 具有更大的优势。
中国民航大学硕士学位论文钇的锆盐溶液，保证其对应涂层成分为 6%-8%氧化钇部分稳定的氧化锆。Zr 和 Y）的水溶液被雾化并注入直流电弧等离子射流中。涂层是由溶液微体中发生一定的物理化学变化并在等离子流的加速作用下沉积到基体表使用溶液雾化器替代固体粉末进料器方面这种喷涂方法与 APS 相同。另外以改变，尺寸 20 到 50μm 之间的初始液滴在不同速度下可达 100m/s。根沉积效率估算的 SPPS 涂层成本明显低于 EB-PVD 涂层，略高于 APS 涂S 相比，由于沉积速率较低导致 SPPS 成本较高。这是因为需要用等离子体蒸发溶剂，另外需要在涂层中嵌入一些未热解的材料[38]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光功率对CoNiCrAlY熔覆涂层显微组织及硬度的影响[J]. 王涛,刘佳奇,秦令超. 热加工工艺. 2018(24)
[2]激光功率对TC4熔覆层组织与耐磨性能的影响[J]. 王涛,姚有才,李阳,王宁,雷剑波. 热加工工艺. 2017(20)
[3]Si对MCrAlY涂层高温性能的影响[J]. 任先京,张淑婷,杜开平,RU Lin Peng,史记. 热喷涂技术. 2016(01)
[4]涡轮叶片表面自动化制备热障涂层技术研究[J]. 汪瑞军,傅斌友,马林,袁涛. 热喷涂技术. 2015(02)
[5]MCrAlY涂层在航空发动机热端部件上的应用[J]. 运广涛,李其连,程旭东. 热喷涂技术. 2015(02)
[6]美国舰船热喷涂技术应用进展[J]. 郑军林,石绪忠. 材料开发与应用. 2015(02)
[7]CeO2-Y2O3-ZrO2热障涂层的组织结构及隔热性能[J]. 王娇,邓畅光,邓姝皓,杨焜. 中国表面工程. 2015(01)
[8]扫描速度对钛合金NiCoCrAlY熔覆涂层显微组织及硬度的影响[J]. 许瑞华,黎向锋,左敦稳,王宏宇,江世好,李建忠. 稀有金属. 2014(05)
[9]纳米结构热障涂层研究进展[J]. 黄亮亮,孟惠民,唐静. 材料工程. 2014(08)
[10]新型高温/超高温热障涂层及制备技术研究进展[J]. 郭洪波,宫声凯,徐惠彬. 航空学报. 2014(10)
博士论文
[1]热处理和合金元素对MCrAlY（Re）粘结层材料高温氧化行为的影响[D]. 兰昊.清华大学 2011
[2]镍基合金基体热障涂层界面扩散和反应的研究[D]. 陈和兴.中南大学 2004
硕士论文
[1]激光熔覆TC4钛合金的模拟分析与实验研究[D]. 姚有才.中国民航大学 2017
[2]基于激光熔覆的汽轮机叶片热障涂层制备与性能研究[D]. 王植.天津工业大学 2016
[3]热障涂层制备工艺对涂层组织结构与性能的影响[D]. 刘爽.沈阳工业大学 2015
[4]EB-PVD制备热障涂层及其热震性研究[D]. 王栋.东北大学 2014
[5]30CrMnSi钢表面激光熔覆热障涂层的组织结构与性能研究[D]. 傅国宁.哈尔滨工业大学 2009
[6]ZrO2/Y2O3纳米结构粉末及热障涂层的研制[D]. 林锋.中南大学 2004
本文编号：3004728
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
热障涂层的3种结构
中国民航大学硕士学位论文热障涂层的性能和寿命有很大影响，为了延长涂层寿命，提高涂层性，需要不断改进传统的制备工艺。热障涂层制备技术主要包括等离子praying)、电子束-物理气相沉积(EB-PVD, electron beam-physical vapor d(Laser Cladding)等。离子喷涂技术主要包括大气等离子喷涂（APS, atmospheric plasma spray）、溶液SPPS, solution precursor plasma spray）和超音速等离子喷涂（SPS, praying）。APS 由于其成本低、制备效率高，是目前 TBC 广泛应用的制 和 SPS 在纳米涂层制备方面比 APS 具有更大的优势。
中国民航大学硕士学位论文钇的锆盐溶液，保证其对应涂层成分为 6%-8%氧化钇部分稳定的氧化锆。Zr 和 Y）的水溶液被雾化并注入直流电弧等离子射流中。涂层是由溶液微体中发生一定的物理化学变化并在等离子流的加速作用下沉积到基体表使用溶液雾化器替代固体粉末进料器方面这种喷涂方法与 APS 相同。另外以改变，尺寸 20 到 50μm 之间的初始液滴在不同速度下可达 100m/s。根沉积效率估算的 SPPS 涂层成本明显低于 EB-PVD 涂层，略高于 APS 涂S 相比，由于沉积速率较低导致 SPPS 成本较高。这是因为需要用等离子体蒸发溶剂，另外需要在涂层中嵌入一些未热解的材料[38]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光功率对CoNiCrAlY熔覆涂层显微组织及硬度的影响[J]. 王涛,刘佳奇,秦令超. 热加工工艺. 2018(24)
[2]激光功率对TC4熔覆层组织与耐磨性能的影响[J]. 王涛,姚有才,李阳,王宁,雷剑波. 热加工工艺. 2017(20)
[3]Si对MCrAlY涂层高温性能的影响[J]. 任先京,张淑婷,杜开平,RU Lin Peng,史记. 热喷涂技术. 2016(01)
[4]涡轮叶片表面自动化制备热障涂层技术研究[J]. 汪瑞军,傅斌友,马林,袁涛. 热喷涂技术. 2015(02)
[5]MCrAlY涂层在航空发动机热端部件上的应用[J]. 运广涛,李其连,程旭东. 热喷涂技术. 2015(02)
[6]美国舰船热喷涂技术应用进展[J]. 郑军林,石绪忠. 材料开发与应用. 2015(02)
[7]CeO2-Y2O3-ZrO2热障涂层的组织结构及隔热性能[J]. 王娇,邓畅光,邓姝皓,杨焜. 中国表面工程. 2015(01)
[8]扫描速度对钛合金NiCoCrAlY熔覆涂层显微组织及硬度的影响[J]. 许瑞华,黎向锋,左敦稳,王宏宇,江世好,李建忠. 稀有金属. 2014(05)
[9]纳米结构热障涂层研究进展[J]. 黄亮亮,孟惠民,唐静. 材料工程. 2014(08)
[10]新型高温/超高温热障涂层及制备技术研究进展[J]. 郭洪波,宫声凯,徐惠彬. 航空学报. 2014(10)
博士论文
[1]热处理和合金元素对MCrAlY（Re）粘结层材料高温氧化行为的影响[D]. 兰昊.清华大学 2011
[2]镍基合金基体热障涂层界面扩散和反应的研究[D]. 陈和兴.中南大学 2004
硕士论文
[1]激光熔覆TC4钛合金的模拟分析与实验研究[D]. 姚有才.中国民航大学 2017
[2]基于激光熔覆的汽轮机叶片热障涂层制备与性能研究[D]. 王植.天津工业大学 2016
[3]热障涂层制备工艺对涂层组织结构与性能的影响[D]. 刘爽.沈阳工业大学 2015
[4]EB-PVD制备热障涂层及其热震性研究[D]. 王栋.东北大学 2014
[5]30CrMnSi钢表面激光熔覆热障涂层的组织结构与性能研究[D]. 傅国宁.哈尔滨工业大学 2009
[6]ZrO2/Y2O3纳米结构粉末及热障涂层的研制[D]. 林锋.中南大学 2004
本文编号：3004728
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