本文關(guān)鍵詞：Ti_2AlNb合金表面滲鍍Al的抗熱腐蝕性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：Ti_2AlNb合金具有高的抗拉強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度、較好的室溫?cái)嗔秧g性和抗裂紋擴(kuò)展能力、良好的抗蠕變性以及低的熱膨脹系數(shù)。與其它高溫合金相比,具有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),己成為新一代的航空航天潛力材料。但其抗高溫?zé)岣g性能的不足,限制了合金的使用范圍。針對(duì)這一問題,采用加弧輝光離子滲鍍技術(shù)在Ti2Al Nb合金表面制備滲鍍Al層,以提高合金的抗高溫?zé)岣g性能。制備滲鍍Al層的最佳工藝參數(shù)為:工件偏壓800 V,靶與工件距離80 mm,時(shí)間35 min,溫度750℃,工作氣壓6.69 Pa。利用SEM、EDS、XRD對(duì)滲鍍Al層的表面形貌、截面形貌、元素分布及相組成進(jìn)行分析,結(jié)果表明:滲鍍Al層表面均勻致密,不存在縫隙孔洞;表面相組成主要為純Al相;厚度約為20μm,與基體冶金結(jié)合,結(jié)合力達(dá)到43.5 N。在不同溫度下(650℃、700℃、750℃、800℃、850℃)的Na2SO4鹽中熱腐蝕100 h,試驗(yàn)結(jié)果表明:滲鍍Al層的腐蝕增重明顯小于基體,且溫度低于800℃時(shí)均表現(xiàn)出一定的抗熱腐蝕能力;基體在經(jīng)800℃熱腐蝕50 h后便出現(xiàn)嚴(yán)重剝落,滲鍍Al層在850℃熱腐蝕80 h后表面也產(chǎn)生輕微剝落,但由于其Al含量高,能生成新的Al2O3保護(hù)膜,對(duì)基體仍有良好的保護(hù)作用。在Na2SO4鹽中不同時(shí)間熱腐蝕試驗(yàn)結(jié)果表明:基體及滲鍍Al層均表現(xiàn)出一定的抗熱腐蝕能力;Na2SO4鹽則能使Al2O3氧化膜變得疏松,還能與金屬元素發(fā)生氧化及硫化反應(yīng),為加速氧化的催化劑。在75%Na2SO4+25%Na Cl混合鹽中的不同時(shí)間熱腐蝕試驗(yàn)結(jié)果表明:基體在混合鹽中的抗熱腐蝕能力急劇下降,滲鍍Al層則具有一定的抗熱腐蝕能力;但氯離子的存在能加速氧化膜的剝落,也可以與合金元素及氧化物直接反應(yīng);故混合鹽中的熱腐蝕過程,是氧化、硫化和氯化的綜合過程。
【關(guān)鍵詞】：Ti_2AlNb合金 加弧輝光離子滲鍍技術(shù) 工藝參數(shù) 滲鍍Al層 熱腐蝕
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG174.445
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 第一章 緒論13-27
• 1.1 Ti_2AlNb合金的基本特性13-15
• 1.1.1 Ti_2AlNb合金的成分13-14
• 1.1.2 Ti_2AlNb合金的相組成14-15
• 1.2 Ti_2AlNb合金的應(yīng)用及限制15-17
• 1.2.1 Ti_2AlNb合金的應(yīng)用16-17
• 1.2.2 Ti_2AlNb合金應(yīng)用限制17
• 1.3 熱腐蝕研究進(jìn)展17-23
• 1.3.1 Ti-Al系金屬間化合物的熱腐蝕模型研究進(jìn)展18-19
• 1.3.2 改善熱腐蝕性能的方法19-23
• 1.4 加弧輝光離子滲鍍技術(shù)簡(jiǎn)介23-24
• 1.4.1 加弧輝光離子滲鍍技術(shù)原理23-24
• 1.4.2 加弧輝光離子滲鍍技術(shù)的特點(diǎn)24
• 1.5 課題提出的目的、意義24-25
• 1.6 研究目標(biāo)與內(nèi)容25
• 1.6.1 研究目標(biāo)25
• 1.6.2 研究?jī)?nèi)容25
• 1.7 研究路線25-27
• 1.7.1 試驗(yàn)方案25-26
• 1.7.2 技術(shù)路線26-27
• 第二章 滲鍍Al層的制備、性能測(cè)試及熱腐蝕試驗(yàn)方法27-31
• 2.1 滲鍍Al層的制備27-28
• 2.1.1 基體材料27
• 2.1.2 源極材料及實(shí)驗(yàn)氣體27
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備27
• 2.1.4 操作過程27-28
• 2.2 滲鍍Al層的常規(guī)性能測(cè)試28-29
• 2.2.1 厚度測(cè)試28
• 2.2.2 結(jié)合力測(cè)試28-29
• 2.3 熱腐蝕試驗(yàn)29-31
• 2.3.1 試驗(yàn)方法29-30
• 2.3.2 試驗(yàn)過程30
• 2.3.3 熱腐蝕后的形貌、成分及相組成分析30-31
• 第三章 加弧輝光離子滲鍍Al的最佳工藝參數(shù)研究31-45
• 引言31
• 3.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)31-33
• 3.1.1 工藝參數(shù)的選擇31-32
• 3.1.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)32-33
• 3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析33-38
• 3.2.1 不同工藝參數(shù)下滲鍍Al層截面形貌及成分分析33-37
• 3.2.2 不同工藝參數(shù)下滲鍍Al層與基體的結(jié)合力37-38
• 3.3 最佳工藝參數(shù)的優(yōu)化分析38-41
• 3.4 最佳工藝參數(shù)下滲鍍Al層的形貌成分與結(jié)合力41-44
• 3.4.1 滲鍍Al層表面形貌及成分分析41
• 3.4.2 滲鍍Al層截面形貌及成分分析41-42
• 3.4.3 滲鍍Al層XRD分析42
• 3.4.4 滲鍍Al層與基體間結(jié)合力42-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第四章 滲鍍Al層在Na_2SO_4鹽中的熱腐蝕行為45-71
• 引言45
• 4.1 溫度對(duì)滲鍍Al層熱腐蝕行為的影響45-60
• 4.1.1 650 ℃下熱腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果45-48
• 4.1.2 700 ℃下熱腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果48-51
• 4.1.3 750 ℃下熱腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果51-54
• 4.1.4 800 ℃下熱腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果54-57
• 4.1.5 850 ℃下熱腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果57-60
• 4.2 時(shí)間對(duì)滲鍍Al層熱腐蝕行為的影響60-67
• 4.2.1 基體熱腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果60-63
• 4.2.2 滲鍍Al層熱腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果63-67
• 4.3 熱腐蝕機(jī)理分析67-70
• 4.3.1 基體熱腐蝕機(jī)理及模型67-68
• 4.3.2 滲鍍Al層熱腐蝕機(jī)理及模型68-70
• 4.4 本章小結(jié)70-71
• 第五章 滲鍍Al層在 75%Na_2SO_4+25%NaCl鹽中的熱腐蝕行為71-83
• 引言71
• 5.1 基體在混合鹽中的熱腐蝕行為71-75
• 5.1.1 熱腐蝕微觀形貌及成分分析71-74
• 5.1.2 熱腐蝕物相分析74-75
• 5.2 滲鍍Al層在混合鹽中的熱腐蝕行為75-79
• 5.2.1 熱腐蝕微觀形貌及成分分析75-78
• 5.2.2 熱腐蝕物相分析78-79
• 5.3 氯離子對(duì)氧化膜的破壞作用79-82
• 5.4 本章小結(jié)82-83
• 第六章 結(jié)論83-84
• 參考文獻(xiàn)84-92
• 致謝92-93
• 在學(xué)期間發(fā)表過的論文及參與的科研項(xiàng)目93

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本文編號(hào)：326946