DZ4合金改性鋁化物涂層抗高溫氧化性能研究.pdf

1、對航空發(fā)動機渦輪增壓器葉片的失效故障分析表明，葉片上的裂紋大多是沿著垂直于葉片主應力方向的晶界產生的，而且裂紋的擴展也與垂直于葉片單向拉伸應力的晶界關系密切，因此消除這種晶界可以大大提高葉片抗裂紋生長能力。定向凝固就是基于這種設想發(fā)展起來的。但是，在高性能的航空發(fā)動機的研制中，僅靠先進的冷卻技術、發(fā)展新型耐高溫合金和改進渦輪葉片的制造工藝(定向、單晶)，難以滿足安全可靠工作所需的高溫蠕變強度，抗高溫氧化和熱腐蝕能力。目前國內外解決這一問

2、題的途徑是在葉片表面涂覆防護涂層。有研究指出，二元的Al-Si涂層，不僅工藝簡便，而且具有優(yōu)良的抗腐蝕性能，甚至可與Pt2CrAl和MCrAlY多元涂層相媲美。 而且，航空發(fā)動機渦輪增壓器葉片的使用壽命是有限的，為了提高葉片的使用壽命，本實驗利用料漿法在DZ4鎳基高溫合金表面“二次”制備Al-Si涂層，該方法有別于常規(guī)料漿制備法。依據GB/T13303-91《鋼的氧化性能測定方法》，為了便于比較對DZ4合金和料漿滲鋁硅試樣進行

3、了同爐1100℃×300h抗高溫氧化性能實驗。采用X射線衍射(XRD)、帶能譜的掃描電鏡(SEM/EDS)等分析手段，研究了試樣在靜態(tài)空氣中的高溫氧化行為。繪制了氧化動力學曲線，觀察了腐蝕產物的表面和截面形貌，分析了氧化產物的結構、組織退化的過程及Al、Si等重要元素的擴散規(guī)律。 實驗表明：裸合金在1100℃氧化初期生成大量氧化鎳，局部有針狀θ-Al<,2>O<,3>生成，300小時后表面有不連續(xù)的脊狀氧化鋁，基底是裸露的Ni

4、O，同時有部分尖晶石結構Ni(Al,Cr)<,2>O<,4>生成。在基體與氧化膜之間經擴散形成了由β-NiAl和γ′--Ni<,3>Al相組成的過渡帶?；w內部沿晶界呈45度角，有大量針狀碳化物相析出，這些碳化物會嚴重影響基體的力學性能。滲 Al-Si 涂層在1100℃氧化初期快速形成θ-Al<,2>O<,3>、NiO、α-Al<,2>O<,3>。隨著氧化時間的增加，有抗氧化能力相對較弱的Cr<,2>O<,3>，Ni(Al,Cr)<,2