本文關(guān)鍵詞：GH4169合金電火花沉積NiCrAlY涂層組織及抗氧化性能研究

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【摘要】：NiCrAlY涂層由于其優(yōu)異的抗氧化性能,抗腐蝕性能及良好的粘結(jié)性能被廣泛用于防護(hù)涂層和熱障涂層的粘結(jié)層中使用。制備NiCrAlY涂層的方法有很多種,但是對于一些如U型結(jié)構(gòu),管線內(nèi)壁等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的工件進(jìn)行涂覆涂層較為困難,而電火花沉積的方法可以沉積各種形狀各異的工件,因此,本研究主要采用電火花沉積的方法制備NiCrAlY涂層,探究NiCrAlY涂層的抗氧化性能。采用不同參數(shù)的電火花沉積技術(shù)在GH4169基體合金表面制備NiCrAlY涂層,通過對NiCrAlY涂層沉積規(guī)律,組織結(jié)構(gòu),物相組成,硬度,結(jié)合力及恒溫氧化性能等分析,獲得性能較優(yōu)異的電火花沉積參數(shù)。研究表明:NiCrAlY涂層沉積速率隨著電壓的增加逐漸增加;而電容對涂層沉積速率影響不大。對于NiCrAlY涂層來說,沉積電壓為100V的涂層硬度略高于電壓為150V的涂層硬度,且在沉積電壓100V,電容40μf時涂層硬度最大,約為475HV。在涂層和基體的結(jié)合力方面,各個參數(shù)的涂層結(jié)合強度皆超過80N,涂層和基體之間結(jié)合強度較高。在不同沉積參數(shù)涂層的恒溫氧化性能方面,首先隨著電壓的升高,涂層的抗氧化性能降低;隨著電容的升高,涂層抗氧化性能先降低后升高。因此沉積電壓100V,電容120μf的涂層抗氧化性能最好。在不同厚度方面,涂層厚度越薄,抗氧化效果越好,根據(jù)實際應(yīng)用中對涂層厚度的不同要求,因此涂層厚度選擇200μm的較好。根據(jù)沉積速率,硬度及抗氧化性能等綜合考慮,較優(yōu)的沉積參數(shù)為電壓100V,電容40μf,厚度200μm。選擇最優(yōu)參數(shù)為電壓100V,電容40μf,沉積厚度為200μm的NiCrAlY涂層進(jìn)行850℃、900℃和1000℃三個不同溫度的恒溫氧化和循環(huán)氧化性能研究。在恒溫氧化方面,隨著恒溫氧化溫度的升高,涂層的氧化速率常數(shù)逐漸增大,其抗氧化性能逐漸降低;隨著氧化時間的延長,Al2O3含量增加,膜層增厚;隨著氧化溫度的增加,涂層的氧化膜增厚,膜層表面的裂紋增多,θ-Al2O3逐漸轉(zhuǎn)化為α-Al2O3。在涂層的氧化膜結(jié)合強度方面,其強度級別均大于HF3,該等級的氧化膜對涂層具有良好的保護(hù)性。在循環(huán)氧化過程中,循環(huán)次數(shù)相同時,氧化溫度越高,氧化膜剝落越嚴(yán)重,而在氧化溫度相同時,循環(huán)次數(shù)越多,氧化膜厚度略厚,剝落越多。涂層的氧化膜成分主要為Al2O3。對于氧化膜和涂層的結(jié)合力,其結(jié)合強度最差的氧化膜級別為HF3,該等級氧化膜對涂層具有良好的保護(hù)性。
【關(guān)鍵詞】：高溫合金 NiCrAlY涂層 電火花沉積 恒溫氧化 循環(huán)氧化
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 研究背景11
• 1.2 高溫防護(hù)涂層的概述11-13
• 1.2.1 滲鋁涂層11-12
• 1.2.2 MCrAlY包覆涂層12-13
• 1.2.3 熱障涂層13
• 1.3 電火花沉積技術(shù)13-17
• 1.3.1 電火花沉積原理及特點13-15
• 1.3.2 電火花沉積的應(yīng)用15-16
• 1.3.3 電火花沉積研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 NiCrAlY涂層抗高溫氧化17
• 1.5 主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 實驗方案及實驗方法19-26
• 2.1 實驗流程19
• 2.2 實驗材料19-20
• 2.3 實驗設(shè)備20-21
• 2.3.1 電火花沉積設(shè)備20-21
• 2.3.2 其他設(shè)備21
• 2.4 NiCrAlY涂層的制備21-22
• 2.5 涂層的顯微組織分析22
• 2.5.1 掃描電鏡及能譜分析22
• 2.5.2 X射線衍射分析22
• 2.6 力學(xué)性能測試22-24
• 2.6.1 顯微硬度22
• 2.6.2 結(jié)合力22-24
• 2.7 抗氧化性能24-25
• 2.7.1 恒溫氧化性能24
• 2.7.2 循環(huán)氧化性能24-25
• 2.8 本章小結(jié)25-26
• 第3章 電火花沉積工藝優(yōu)化26-46
• 3.1 引言26
• 3.2 工藝參數(shù)對涂層組織的影響26-30
• 3.3 工藝參數(shù)對涂層力學(xué)性能的研究30-34
• 3.3.1 工藝參數(shù)對涂層硬度的影響30-31
• 3.3.2 工藝參數(shù)對涂層結(jié)合強度的影響31-34
• 3.4 工藝參數(shù)對涂層抗氧化性能的影響34-44
• 3.4.1 NiCrAlY涂層恒溫氧化動力學(xué)規(guī)律34-36
• 3.4.2 NiCrAlY涂層恒溫氧化表面形貌36-39
• 3.4.3 NiCrAlY涂層恒溫氧化截面形貌39-43
• 3.4.4 NiCrAlY涂層和氧化膜結(jié)合力43-44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 第4章 NiCrAlY涂層的抗氧化性能研究46-69
• 4.1 引言46
• 4.2 NiCrAlY涂層恒溫抗氧化性能研究46-59
• 4.2.1 NiCrAlY涂層恒溫氧化動力學(xué)曲線46-49
• 4.2.2 恒溫氧化顯微組織49-56
• 4.2.3 NiCrAlY涂層和氧化膜結(jié)合力56-59
• 4.3 NiCrAlY涂層循環(huán)氧化性能59-67
• 4.3.1 NiCrAlY涂層循環(huán)氧化動力學(xué)曲線59-60
• 4.3.2 循環(huán)氧化顯微形貌60-65
• 4.3.3 NiCrAlY涂層和氧化膜結(jié)合力65-67
• 4.4 本章小結(jié)67-69
• 結(jié)論69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文74-75
• 致謝75

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫凱偉;于華;吳公一;張占領(lǐng);張萌;朱志偉;;TA2表面電火花沉積NiCr涂層的界面行為[J];焊接技術(shù);2015年04期

2 魏紅梅;初未s，

本文編號：1066178