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YSZ扩散障对MCrAlY/镍基单晶高温合金体系互扩散行为的影响

发布时间:2020-12-26 10:16
  镍基单晶高温合金具有优良的高温力学性能,而MCrAlY涂层具有优异的抗高温腐蚀性能。二者结合在一起可以大幅度的提高先进航空发动机和燃气轮机叶片的使用温度,进而提高其效率。然而,在高温下MCrAlY涂层与单晶高温合金基体的互扩散不但使MCrAlY涂层的使用寿命大幅度降低;而且,在涂层与基体间形成的二次反应区会明显降低单晶高温合金的蠕变断裂寿命。在涂层与基体间施加扩散障来阻挡互扩散是解决这一问题的有效途径,而活性扩散障既有良好的阻扩散效果又能和涂层与基体保持良好的结合力。本文采用电子束物理气相沉积技术(EB-PVD)在镍基单晶高温合金多弧离子镀(MAIP) NiCrAlY涂层体系中加入YSZ扩散障。利用SEM (EDX)、XRD、EPMA和TEM等分析检测手段,研究了NiCrAlY涂层体系的互扩散行为、YSZ扩散障的有效性及对NiCrAlY涂层体系氧化性能的影响。主要内容包括:在1000℃下恒温氧化1000h和1100℃下恒温氧化200h,以及在950℃下循环氧化1000h和1050℃下循环氧化300h的四组试验中,由于NiCrAlY涂层与Rene N5基体合金的互扩散,在涂层与基体之间从... 

【文章来源】:东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:130 页

【学位级别】:博士

【部分图文】:

YSZ扩散障对MCrAlY/镍基单晶高温合金体系互扩散行为的影响


图1.4甜-PVD方法制备的祸轮叶片用热障涂层的典型结构iwi??Fig.1.4?Typical?structure?of?cross-化ction?of?a?TBC?by?EB-PVD?护]??

模型图,涂层,智能,模型


?第一章绪论??教授首次提出了化学成分呈梯度分布的MCrAlY智能涂层体系,其涂层模型如图1.5所示??脚。智能涂层WMCrAlY涂层为基,夕h层为富A据。在80(TCW上时,夕h层能形成Al2〇3??氧化膜,涂层具有良好抗高温氧化和热腐蚀性;在600?800‘C,外层保护性差,而富Cr、??Si中间层可形成具有保护性的&2〇3、Si〇2氧化膜,涂层具有较低温度的抗氧化与热腐蚀??性。因此,MCrAlY智能涂层可适应环境生成Al2〇3氧化膜或Cr2〇3、Si〇2氧化膜,从而提??供最优的抗髙温氧化和热腐蚀性能。??Alumina??/?Coating?J?Ncm-Pro?化?ctive??HighAl,Cr?Corrosion????^??1?/?I?1?Pro?加。??。.?八。??■?/?Lo巧?of?New?Protective?Oxide???Coating?Protective?—^??Rich?Zone?,?\?Oxide?CrfS^??:?I?I?Rich?Zone??Substrate?■■■?j?加。…山?|?Substrate?|_|_|?????/?Coating?)????图1.5智能涂层的模型[621??Fig.l.?5?Smart?overlay?coating?model?脚??1.4.5功能梯度涂层??传统的涂层/基体合金界面的热学与力学参数突变产生严重的热失配,増加界面发生??剥落的驱动力。功能梯度涂层组成和结构的连续改变使体系中材料间的参数逐渐变化

涂层体系,结构示意图


图1.8扩散障涂层体系结构示意图??ig.l.8?Schmatic?drawing?of?structure?of?出?ffUsion?barrier?lay巧?system【iK]??与基体合金间施加扩散障层来阻挡互扩散的问题,各国学散障层材料的选取、制备方法W及对涂层体系氧化性能、散瞳层材料分为两大类(金属扩散障和陶瓷扩散障)来障??]在Ni基高温合金K38G和瓣射Co30Cr6A10.5Y?(wt?(wt.%)后包埋渗A1徐层体系之间分别瓣射离子被化和离温合金涂层体系AI元素的扩散及高溫氧化动力学的影障对A1元素的扩散均有一定的阻挡作用。A1元素的扩散系,渗铅层中A1的浓度越高,A1的扩散越剧烈。在CoC,化的阻挡作用要强于Ti。化扩散障高温下能够形成较

【参考文献】:
期刊论文
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博士论文
[1]几种高温防护涂层的高温氧化和热腐蚀行为研究[D]. 任鑫.南京理工大学 2005



本文编号:2939505

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