發(fā)布時(shí)間：2021-01-28 04:59

　　鈦鋁基合金具有較高的比強(qiáng)度、出色的高溫機(jī)械強(qiáng)度以及優(yōu)異的抗蠕變性能,已成為航空航天領(lǐng)域最具潛力的高溫結(jié)構(gòu)材料之一。然而,因在高溫環(huán)境下抵抗環(huán)境侵蝕和摩擦磨損等方面性能的不足一定程度上制約鈦鋁基合金的進(jìn)一步開發(fā)和應(yīng)用。因此,如何提高鈦鋁基合金在高溫條件下的抗腐蝕、抗磨損以及抗氧化性能已成為當(dāng)今高溫合金領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。由于磨損、腐蝕和氧化皆屬于金屬表面的失效形式,故可通過表面改性的方式在不破壞鈦鋁合金整體力學(xué)性能的同時(shí)賦予或提高其在高溫環(huán)境下抵抗磨損、腐蝕和氧化的能力。本文采用磁控濺射技術(shù)在γ-TiAl合金表面制備了元素成分和結(jié)構(gòu)性能呈梯度變化的Al₂O₃/Al熱防護(hù)涂層。對涂層的組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能進(jìn)行檢測分析后發(fā)現(xiàn),本文優(yōu)化工藝參數(shù)下制備的Al₂O₃/Al梯度熱防護(hù)涂層主要由α-Al₂O₃相和Al相組成,厚約20μm,無孔洞和微裂紋,涂層由表及里包含完整的Al₂O₃表面防護(hù)層、中間富Al層和擴(kuò)散過渡層;涂層明... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：145 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

γ-TiAl合金的空間結(jié)構(gòu)

[14-16]。γ-TiAl合金有四種典型組織：(a)全片層組織(FL)、(b)近片層組織(NL)、(c)雙態(tài)組織(DP)、(d)等軸近γ組織(NG)，如圖1.2所示[17]。圖 1.1 γ-TiAl 合金的空間結(jié)構(gòu)[17]圖 1.2 γ-TiAl 合金的典型顯微組織[17]1.2.2 鈦鋁基合金的物理性質(zhì)表1.1給出的是Ti合金、Ti3Al合金、γ-TiAl合金和Ni基超合金的主要高溫性能參數(shù)[18]。由圖可以看出，與Ti合金、Ti3Al合金和Ni基高溫合金相比較，γ-TiAl合金具有明顯的優(yōu)勢。除了塑性之外，γ-TiAl合金其他各方面的性能均高于Ti合金，特別是γ-TiAl基合金的密度小，僅為Ni基

5(Ti-48Al-2Cr-2Nb)、日(Ti-45Al-2Mn)、德(Ti-45Al-1Cr-0.2Si)同類材料相比，其塑性更高，并且直接精鑄出TAC-2合金的整體增壓渦輪轉(zhuǎn)子(圖1.3所示)和車用氣閥，以及具有更復(fù)雜結(jié)構(gòu)的先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件等[35-37]。圖 1.3 鈦鋁合金增壓器渦輪[35]1.3 鈦鋁基合金的高溫使用缺陷利用對TiAl 基金屬間化合物的顯微組織優(yōu)化的手段可以基本解決其在力學(xué)性能方面的缺陷，然而TiAl 基金屬間化合物依然存在諸如室溫塑性、韌性差，硬度低、耐摩擦磨損性能差，700 ℃以上抗氧化性能急劇降低等缺點(diǎn)，正是這些缺點(diǎn)也限制了TiAl 基金屬間化合物的進(jìn)一步開發(fā)和在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用[34, 38-39]。1.3.1 鈦鋁基合金的抗高溫腐蝕性能不足當(dāng) TiAl 基金屬間化合物作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)或零部件材料在近海地區(qū)服役時(shí)，易發(fā)生的高溫腐蝕現(xiàn)象將影響其服役行為和壽命。這是因?yàn)楹Ｑ蟠髿庵械穆然c通過氣氛進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)后，在高溫條件下易與燃油中的硫反應(yīng)生成硫酸鈉，并在合金表面上形成硫酸鈉與氯化鈉的混合鹽膜

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3004399