激光熔覆MCrAlY/YSZ梯度熱障涂層的組織結(jié)構(gòu)與性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-28 09:08
為了滿足先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)高推力,高效率,低油耗,長(zhǎng)壽命的設(shè)計(jì)要求,對(duì)熱障涂層的高溫防護(hù)性能要求越來(lái)越高。自熱障涂層開(kāi)發(fā)以來(lái),制備工藝水平直接影響涂層的微觀結(jié)構(gòu),熱力學(xué)性質(zhì)和使用壽命。因此,制備方法和工藝的不斷改進(jìn)也是熱障涂層技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。由于激光熔覆熔覆過(guò)程的復(fù)雜性,以及制備材料性能與熔覆過(guò)程密切相關(guān),所以,研究激光熔覆制備熱障涂層的工藝,組織與性能三者之間的關(guān)系具有重要意義。論文主要工作如下:首先選用多種工藝參數(shù)在TC4基材上激光熔覆單道CoCrAlSiY涂層和單道CoCrAlSiY/YSZ涂層。對(duì)激光熔覆的CoCrAlSiY和CoCrAlSiY/YSZ涂層從成形情況、表面質(zhì)量、微觀組織等方面進(jìn)行對(duì)比分析,并結(jié)合顯微硬度測(cè)試對(duì)不同工藝制備的樣塊進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,當(dāng)激光功率1600W,掃描速度10mm/s時(shí),CoCrAlSiY涂層整體質(zhì)量最佳。激光功率1800W,掃描速度10mm/s時(shí),CoCrAlSiY/YSZ涂層整體質(zhì)量最好。其次,研究了E對(duì)激光熔覆制備多層CoCrAlSiY/YSZ復(fù)合涂層的致密化、微觀組織、顯微硬度和摩擦磨損性能的影響。結(jié)果為當(dāng)E=200kJ時(shí),致密...
【文章來(lái)源】:中國(guó)民航大學(xué)天津市
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
熱障涂層的3種結(jié)構(gòu)
中國(guó)民航大學(xué)碩士學(xué)位論文熱障涂層的性能和壽命有很大影響,為了延長(zhǎng)涂層壽命,提高涂層性,需要不斷改進(jìn)傳統(tǒng)的制備工藝。熱障涂層制備技術(shù)主要包括等離子praying)、電子束-物理氣相沉積(EB-PVD, electron beam-physical vapor d(Laser Cladding)等。離子噴涂技術(shù)主要包括大氣等離子噴涂(APS, atmospheric plasma spray)、溶液SPPS, solution precursor plasma spray)和超音速等離子噴涂(SPS, praying)。APS 由于其成本低、制備效率高,是目前 TBC 廣泛應(yīng)用的制 和 SPS 在納米涂層制備方面比 APS 具有更大的優(yōu)勢(shì)。
中國(guó)民航大學(xué)碩士學(xué)位論文釔的鋯鹽溶液,保證其對(duì)應(yīng)涂層成分為 6%-8%氧化釔部分穩(wěn)定的氧化鋯。Zr 和 Y)的水溶液被霧化并注入直流電弧等離子射流中。涂層是由溶液微體中發(fā)生一定的物理化學(xué)變化并在等離子流的加速作用下沉積到基體表使用溶液霧化器替代固體粉末進(jìn)料器方面這種噴涂方法與 APS 相同。另外以改變,尺寸 20 到 50μm 之間的初始液滴在不同速度下可達(dá) 100m/s。根沉積效率估算的 SPPS 涂層成本明顯低于 EB-PVD 涂層,略高于 APS 涂S 相比,由于沉積速率較低導(dǎo)致 SPPS 成本較高。這是因?yàn)樾枰玫入x子體蒸發(fā)溶劑,另外需要在涂層中嵌入一些未熱解的材料[38]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]激光功率對(duì)CoNiCrAlY熔覆涂層顯微組織及硬度的影響[J]. 王濤,劉佳奇,秦令超. 熱加工工藝. 2018(24)
[2]激光功率對(duì)TC4熔覆層組織與耐磨性能的影響[J]. 王濤,姚有才,李陽(yáng),王寧,雷劍波. 熱加工工藝. 2017(20)
[3]Si對(duì)MCrAlY涂層高溫性能的影響[J]. 任先京,張淑婷,杜開(kāi)平,RU Lin Peng,史記. 熱噴涂技術(shù). 2016(01)
[4]渦輪葉片表面自動(dòng)化制備熱障涂層技術(shù)研究[J]. 汪瑞軍,傅斌友,馬林,袁濤. 熱噴涂技術(shù). 2015(02)
[5]MCrAlY涂層在航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件上的應(yīng)用[J]. 運(yùn)廣濤,李其連,程旭東. 熱噴涂技術(shù). 2015(02)
[6]美國(guó)艦船熱噴涂技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展[J]. 鄭軍林,石緒忠. 材料開(kāi)發(fā)與應(yīng)用. 2015(02)
[7]CeO2-Y2O3-ZrO2熱障涂層的組織結(jié)構(gòu)及隔熱性能[J]. 王嬌,鄧暢光,鄧姝皓,楊焜. 中國(guó)表面工程. 2015(01)
[8]掃描速度對(duì)鈦合金NiCoCrAlY熔覆涂層顯微組織及硬度的影響[J]. 許瑞華,黎向鋒,左敦穩(wěn),王宏宇,江世好,李建忠. 稀有金屬. 2014(05)
[9]納米結(jié)構(gòu)熱障涂層研究進(jìn)展[J]. 黃亮亮,孟惠民,唐靜. 材料工程. 2014(08)
[10]新型高溫/超高溫?zé)嵴贤繉蛹爸苽浼夹g(shù)研究進(jìn)展[J]. 郭洪波,宮聲凱,徐惠彬. 航空學(xué)報(bào). 2014(10)
博士論文
[1]熱處理和合金元素對(duì)MCrAlY(Re)粘結(jié)層材料高溫氧化行為的影響[D]. 蘭昊.清華大學(xué) 2011
[2]鎳基合金基體熱障涂層界面擴(kuò)散和反應(yīng)的研究[D]. 陳和興.中南大學(xué) 2004
碩士論文
[1]激光熔覆TC4鈦合金的模擬分析與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 姚有才.中國(guó)民航大學(xué) 2017
[2]基于激光熔覆的汽輪機(jī)葉片熱障涂層制備與性能研究[D]. 王植.天津工業(yè)大學(xué) 2016
[3]熱障涂層制備工藝對(duì)涂層組織結(jié)構(gòu)與性能的影響[D]. 劉爽.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2015
[4]EB-PVD制備熱障涂層及其熱震性研究[D]. 王棟.東北大學(xué) 2014
[5]30CrMnSi鋼表面激光熔覆熱障涂層的組織結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 傅國(guó)寧.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[6]ZrO2/Y2O3納米結(jié)構(gòu)粉末及熱障涂層的研制[D]. 林鋒.中南大學(xué) 2004
本文編號(hào):3004728
【文章來(lái)源】:中國(guó)民航大學(xué)天津市
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
熱障涂層的3種結(jié)構(gòu)
中國(guó)民航大學(xué)碩士學(xué)位論文熱障涂層的性能和壽命有很大影響,為了延長(zhǎng)涂層壽命,提高涂層性,需要不斷改進(jìn)傳統(tǒng)的制備工藝。熱障涂層制備技術(shù)主要包括等離子praying)、電子束-物理氣相沉積(EB-PVD, electron beam-physical vapor d(Laser Cladding)等。離子噴涂技術(shù)主要包括大氣等離子噴涂(APS, atmospheric plasma spray)、溶液SPPS, solution precursor plasma spray)和超音速等離子噴涂(SPS, praying)。APS 由于其成本低、制備效率高,是目前 TBC 廣泛應(yīng)用的制 和 SPS 在納米涂層制備方面比 APS 具有更大的優(yōu)勢(shì)。
中國(guó)民航大學(xué)碩士學(xué)位論文釔的鋯鹽溶液,保證其對(duì)應(yīng)涂層成分為 6%-8%氧化釔部分穩(wěn)定的氧化鋯。Zr 和 Y)的水溶液被霧化并注入直流電弧等離子射流中。涂層是由溶液微體中發(fā)生一定的物理化學(xué)變化并在等離子流的加速作用下沉積到基體表使用溶液霧化器替代固體粉末進(jìn)料器方面這種噴涂方法與 APS 相同。另外以改變,尺寸 20 到 50μm 之間的初始液滴在不同速度下可達(dá) 100m/s。根沉積效率估算的 SPPS 涂層成本明顯低于 EB-PVD 涂層,略高于 APS 涂S 相比,由于沉積速率較低導(dǎo)致 SPPS 成本較高。這是因?yàn)樾枰玫入x子體蒸發(fā)溶劑,另外需要在涂層中嵌入一些未熱解的材料[38]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]激光功率對(duì)CoNiCrAlY熔覆涂層顯微組織及硬度的影響[J]. 王濤,劉佳奇,秦令超. 熱加工工藝. 2018(24)
[2]激光功率對(duì)TC4熔覆層組織與耐磨性能的影響[J]. 王濤,姚有才,李陽(yáng),王寧,雷劍波. 熱加工工藝. 2017(20)
[3]Si對(duì)MCrAlY涂層高溫性能的影響[J]. 任先京,張淑婷,杜開(kāi)平,RU Lin Peng,史記. 熱噴涂技術(shù). 2016(01)
[4]渦輪葉片表面自動(dòng)化制備熱障涂層技術(shù)研究[J]. 汪瑞軍,傅斌友,馬林,袁濤. 熱噴涂技術(shù). 2015(02)
[5]MCrAlY涂層在航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件上的應(yīng)用[J]. 運(yùn)廣濤,李其連,程旭東. 熱噴涂技術(shù). 2015(02)
[6]美國(guó)艦船熱噴涂技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展[J]. 鄭軍林,石緒忠. 材料開(kāi)發(fā)與應(yīng)用. 2015(02)
[7]CeO2-Y2O3-ZrO2熱障涂層的組織結(jié)構(gòu)及隔熱性能[J]. 王嬌,鄧暢光,鄧姝皓,楊焜. 中國(guó)表面工程. 2015(01)
[8]掃描速度對(duì)鈦合金NiCoCrAlY熔覆涂層顯微組織及硬度的影響[J]. 許瑞華,黎向鋒,左敦穩(wěn),王宏宇,江世好,李建忠. 稀有金屬. 2014(05)
[9]納米結(jié)構(gòu)熱障涂層研究進(jìn)展[J]. 黃亮亮,孟惠民,唐靜. 材料工程. 2014(08)
[10]新型高溫/超高溫?zé)嵴贤繉蛹爸苽浼夹g(shù)研究進(jìn)展[J]. 郭洪波,宮聲凱,徐惠彬. 航空學(xué)報(bào). 2014(10)
博士論文
[1]熱處理和合金元素對(duì)MCrAlY(Re)粘結(jié)層材料高溫氧化行為的影響[D]. 蘭昊.清華大學(xué) 2011
[2]鎳基合金基體熱障涂層界面擴(kuò)散和反應(yīng)的研究[D]. 陳和興.中南大學(xué) 2004
碩士論文
[1]激光熔覆TC4鈦合金的模擬分析與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 姚有才.中國(guó)民航大學(xué) 2017
[2]基于激光熔覆的汽輪機(jī)葉片熱障涂層制備與性能研究[D]. 王植.天津工業(yè)大學(xué) 2016
[3]熱障涂層制備工藝對(duì)涂層組織結(jié)構(gòu)與性能的影響[D]. 劉爽.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2015
[4]EB-PVD制備熱障涂層及其熱震性研究[D]. 王棟.東北大學(xué) 2014
[5]30CrMnSi鋼表面激光熔覆熱障涂層的組織結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 傅國(guó)寧.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[6]ZrO2/Y2O3納米結(jié)構(gòu)粉末及熱障涂層的研制[D]. 林鋒.中南大學(xué) 2004
本文編號(hào):3004728
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