【摘要】：鎳基高溫合金具有優(yōu)良的高溫力學(xué)性能,常用于制備航空發(fā)動機及汽輪機受熱端零部件。在高溫和腐蝕性介質(zhì)中,合金往往會受到氧化和腐蝕。鎳基高溫合金主要是依靠合金中的Cr元素在表面形成氧化膜來保護基體,在氧化和腐蝕的過程中,Cr元素不斷消耗以形成保護性氧化膜。通過添加Al和Cr等合金元素能夠提高合金的使用溫度,但是會對力學(xué)性能有消極影響。因此,通過在表面制備高溫防護涂層能夠在保證高溫力學(xué)性能的前提下提高材料的使用性能。采用粉末包埋滲工藝,在高溫合金GH586表面制備了兩種涂層,第一種是采用一步包埋滲制備的Y-Cr-Al涂層;第二種是對已制備的Y-Cr-Al涂層的試樣繼續(xù)采用包埋滲鋁的方法,制備得到了兩步包埋滲涂層。隨后將制備得到的兩種涂層進行高溫氧化實驗,探討了涂層的抗高溫氧化性能。得到的具體研究結(jié)果如下:(1)一步包埋滲實驗表明,通過調(diào)節(jié)包埋滲劑中的Y2O3含量,能夠制備得到不同組織和性能的Y-Cr-Al涂層。當包埋滲劑中Y2O3含量為0%時,涂層疏松多孔,厚度僅為10μm,硬度為598HV;當增加至1%時,涂層致密,厚度達到42μm,硬度為615HV;當增加至2%時,涂層也比較致密,厚度為44μm,同時含有大量的Cr富集析出物,硬度達到698HV;當增加至3%時,涂層也很致密,但涂層厚度明顯下降,僅為24μm,且其中的Cr富集析出物更加密集,硬度也明顯升高,達到928HV。(2)對幾種Y-Cr-Al涂層在1000℃進行等溫氧化實驗,結(jié)果表明幾種涂層均能明顯提高合金的抗高溫氧化性能。相比包埋滲劑不含Y2O3的涂層,包埋滲劑中加入Y2O3能夠使得涂層抗高溫氧化性能得以提高。當Y2O3含量為2%時,涂層具有最佳的抗高溫氧化性能,氧化膜由細小致密的α-Al2O3組成,但Y2O3含量超過3%時,抗高溫氧化性能略有下降,氧化膜由較粗大的α-Al2O3組成。(3)對已制備的Y-Cr-Al涂層的試樣繼續(xù)采用包埋滲鋁的方法,制備得到了兩步包埋滲涂層。兩步包埋滲后合金的晶�；静蛔�,依然為10-25μm;兩步包埋滲制備的第二步滲Al、Y-Al和Y-La-Al涂層硬度分別為685HV、774HV和767HV,且涂層厚度均較高,分別達到285μm、200μm和190μm。(4)對三種兩步包埋滲制備得到的涂層在1000℃進行等溫氧化實驗,結(jié)果表明兩步包埋滲涂層具有更好的抗高溫氧化性能。相比一步包埋滲涂層,兩步包埋滲制備的第二步滲Al、Y-Al和Y-La-Al涂層氧化150h以后涂層增重分別為0.65mg/cm2、0.6mg/cm2和0.32mg/cm2,且涂層主要由防護性能較好的β-Ni Al相組成,表面的氧化膜均處于由θ-Al2O3向α-Al2O3轉(zhuǎn)變的階段。相比第二步包埋滲Al涂層,第二步滲Y-Al和Y-La-Al涂層具有更好的抗高溫氧化性能。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG174.4

【參考文獻】

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本文編號：2584786