本文關(guān)鍵詞：低壓等離子噴涂MCrAlY涂層及其高溫腐蝕性能研究

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【摘要】：葉片的腐蝕是制約地面燃?xì)廨啓C(jī)長(zhǎng)期服役的關(guān)鍵因素,一般情況下,葉片都需要使用高溫防護(hù)涂層進(jìn)行保護(hù),如何在低成本下制備保護(hù)性能好的高溫防護(hù)涂層,是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn),對(duì)國(guó)防安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有重要的戰(zhàn)略意義。本文采用低壓等離子噴涂技術(shù)分別在兩種鎳基鑄造高溫合金K417和K438基體上分別制備NiCrAlY涂層和NiCoCrAlYTa涂層,對(duì)涂層進(jìn)行抗高溫氧化實(shí)驗(yàn),重點(diǎn)進(jìn)行抗高溫熔鹽腐蝕實(shí)驗(yàn),研究涂層的抗高溫氧化和耐高溫熔鹽腐蝕性能。采用SEM、EDS、XRD等分析手段檢測(cè)涂層和基體氧化試驗(yàn)前的組織結(jié)構(gòu)、氧化和腐蝕不同時(shí)間后的微觀結(jié)構(gòu)演變、元素分布、動(dòng)力學(xué)規(guī)律和物相組成。結(jié)果如下：(1)低壓等離子噴涂NiCrAlY涂層和NiCoCrAlYTa涂層均勻致密,經(jīng)過1080℃真空熱處理4h后,涂層與基體界面不分明,形成了冶金結(jié)合。(2) NiCrAlY涂層相組成與粉末相似,γ'-Ni3Al相含量大大增加,γ'-Ni3Al相在高溫下表現(xiàn)出良好的機(jī)械強(qiáng)度。(3) NiCrAlY涂層950℃恒溫氧化曲線符合拋物線規(guī)律,100h后涂層表面生成厚度約1.5μm的A1203保護(hù)膜；K438基體950℃氧化前期增重迅速,氧化至60h時(shí)基體增重量高達(dá)23.95g/m2,之后劇烈失重。(4)950℃高溫熔鹽腐蝕條件下,K417基體完全不具備抗高溫腐蝕能力,發(fā)生劇烈失重,與之相比,K438基體抗高溫腐蝕性能較好,表面生成氧化鋁、氧化鎳等混合腐蝕產(chǎn)物。(5)兩種基體NiCrAlY涂層950℃高溫熔鹽腐蝕500h后表面形成一層整齊均勻致密的A1203保護(hù)膜,腐蝕動(dòng)力學(xué)曲線符合拋物線規(guī)律；兩種基體NiCoCrAlYTa涂層950℃高溫熔鹽腐蝕500h后,涂層發(fā)生了起泡和缺失等情況,K438基體950℃NiCoCrAlYTa涂層表面還有針片狀氧化鋁,兩種涂層腐蝕動(dòng)力學(xué)曲線不符合拋物線規(guī)律。本論文的工作得到國(guó)家“863”項(xiàng)目(2012AA03A512)和國(guó)家“973”項(xiàng)目(2012CB625100)支持。
【關(guān)鍵詞】：低壓等離子噴涂 K417基體 K438基體 NiCrAlY涂層 NiCoCrAlYTa涂層 高溫氧化 高溫熔鹽腐蝕
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 高溫合金的發(fā)展12-14
• 1.2.1 等軸晶鑄造高溫合金13
• 1.2.2 定向凝固柱晶高溫合金13-14
• 1.2.3 單晶高溫合金14
• 1.3 MCrAlY涂層的制備方法14-16
• 1.3.1 熱噴涂技術(shù)14-16
• 1.3.2 物理氣相沉積技術(shù)16
• 1.3.3 其它制備技術(shù)16
• 1.4 MCrAlY涂層的高溫氧化及高溫腐蝕16-19
• 1.4.1 MCrAlY涂層的高溫氧化17
• 1.4.2 MCrAlY涂層的高溫腐蝕17-19
• 1.5 當(dāng)前MCrAlY涂層研究重點(diǎn)19-21
• 1.5.1 改變涂層結(jié)構(gòu)19-20
• 1.5.2 改變涂層成分20
• 1.5.3 其它改變涂層方法20-21
• 1.6 本課題主要研究?jī)?nèi)容21-23
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料與表征23-31
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料23-24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備24-25
• 2.3 噴涂前處理25-26
• 2.4 涂層制備26-27
• 2.5 檢測(cè)分析27-30
• 2.5.1 涂層顯微結(jié)構(gòu)分析27
• 2.5.2 涂層硬度測(cè)試27
• 2.5.3 涂層粗糙度測(cè)試27
• 2.5.4 涂層孔隙率測(cè)試27-28
• 2.5.5 高溫氧化性能測(cè)試28
• 2.5.6 高溫腐蝕性能測(cè)試28-30
• 2.6 小結(jié)30-31
• 第三章 低壓等離子噴涂NiCrAlY涂層結(jié)構(gòu)及基本性能31-37
• 3.1 NiCrAlY涂層的表面形貌31-32
• 3.2 NiCrAlY涂層的截面形貌及EDS分析32-34
• 3.3 涂層相組成34-35
• 3.4 涂層的顯微硬度35-36
• 3.5 小結(jié)36-37
• 第四章 低壓等離子噴涂NiCrAlY涂層抗高溫氧化性能37-49
• 4.1 氧化前后的表面形貌38-39
• 4.2 氧化前后的截面形貌及元素分析39-42
• 4.3 氧化動(dòng)力學(xué)42-44
• 4.4 表面氧化物分析44-47
• 4.5 表面物相分析47-48
• 4.6 本章小結(jié)48-49
• 第五章 低壓等離子噴涂NiCrAlY和NiCoCrAlYTa涂層抗高溫腐蝕性能49-79
• 5.1 K417和K438兩種基體的高溫腐蝕50-58
• 5.1.1 K417基體950℃腐蝕不同時(shí)間的表面形貌50-53
• 5.1.2 K438基體950℃腐蝕不同時(shí)間的表面形貌53-56
• 5.1.3 K438基體950℃腐蝕500h后的截面形貌56-57
• 5.1.4 K417和K438基體950℃腐蝕動(dòng)力學(xué)57-58
• 5.2 NiCrAlY涂層的高溫腐蝕58-68
• 5.2.1 NiCrAlY涂層950℃腐蝕后表面宏觀形貌58-60
• 5.2.2 NiCrAlY涂層950℃腐蝕后表面微觀形貌及EDS分析60-61
• 5.2.3 K438基體NiCrAlY涂層950℃腐蝕后截面形貌及EDS分析61-66
• 5.2.4 NiCrAlY涂層腐蝕動(dòng)力學(xué)66-67
• 5.2.5 NiCrAlY涂層950℃高溫腐蝕后表面物相67-68
• 5.3 NiCoCrAlYTa涂層的高溫腐蝕68-77
• 5.3.1 NiCoCrAlYTa涂層950℃腐蝕后表面宏觀形貌68-69
• 5.3.2 NiCoCrAlYTa涂層950℃腐蝕后表面微觀形貌及EDS分析69-71
• 5.3.3 K438基體NiCoCrAlYTa涂層腐蝕后截面形貌及EDS分析71-74
• 5.3.4 不同基體NiCoCrAlYTa涂層腐蝕動(dòng)力學(xué)74-75
• 5.3.5 950℃高溫腐蝕500h后NiCoCrAlYTa涂層表面物相75-77
• 5.4 本章小結(jié)77-79
• 全文結(jié)論及展望79-81
• 參考文獻(xiàn)81-87
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果87-89
• 致謝89

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：541721