论文部分内容阅读
随着航空发动机涡轮进口温度的不断提高,仅靠采用先进的冷却技术、发展新型耐高温合金材料和改进涡轮叶片的制造工艺,还难以满足需要,为了适应不断提高的涡轮进口温度,需不断提高叶片的抗高温氧化和抗热腐蚀性能而延长其使用寿命,因此,高温防护涂层技术得以发展和广泛应用。 本文利用多弧离子镀法在K438合金和DZ417G合金上制备了NiCoCrAIYHfSi涂层,按DOE试验极差分析方法确定了涂层沉积参数,采用金相显微镜和扫描电镜对涂层组织形貌进行观察分析,借助X射线衍射(XRD)对涂层物相结构进行分析,通过涂层结合性能试验、热震试验、力学试验、高温氧化及热腐蚀试验等对涂层性能进行研究。 研究结果表明,利用多弧离子镀在K438基体上制备厚度为0.02mm~0.05mm的NiCoCrAIYHfSi涂层沉积最优参数组合为:沉积时间3.5h、偏压150V、弧电流85A;涂层组织主要由γ/γ相和少量的β-(Ni,Co)Al相组成;带涂层试样(K438基体)疲劳寿命均值略低于基体试样的疲劳寿命,涂层(DZ417G基体)疲劳寿命略高于基体。涂层在1000℃条件下平均氧化速度小于0.1g/m2·h,涂层抗氧化性能达到完全抗氧化级。氧化过程中,涂层中的β相逐渐消失,表面唯一的氧化产物是α-Al2O3。涂层表面有一些针片状形貌,随氧化时间延长逐渐消失。氧化过程中氧化膜也没有明显剥落,同时涂层和基体发生了明显的互扩散。在900℃抗燃气腐蚀试验条件下,涂层热腐蚀后增重速率均不大于1.0g/(m2·h)。在900℃下Na2SO4+NaCl混合盐中腐蚀过程中,涂层增重缓慢,涂层中的β-NiAl相逐渐消失,涂层表面形成的唯一腐蚀产物是Al2O3膜,仅在涂层表层中有腐蚀孔洞形成,对基体合金仍起到了较好的保护作用。