激光—等离子束复合制备热障涂层工艺及其高温氧化和热震性能的研究

来源 :中国科学院金属研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chengzi1022
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研究了激光—等离子束复合制备梯度成分结构热障涂层的最佳工艺,获得了了理论热障效果为100~170℃、1050℃下综合抗氧化及热震性能最佳的热障涂层(TBCs).涂层成分体系为:基材—GH536镍基高温合金;合金连接层—Ni22Cr10Al1Y及Ni22Cr10al1Y+Al<,2>O<,3>双层连接层;陶瓷顶层—8wt.﹪Y<,2>O<,3>—ZrO<,2>(8YSZ).激光重熔工艺为:矩形光斑尺寸9mm×3mm,激光功率1000W,扫描速度10mms<,-1>,搭接率10﹪,能量密度为33Jmm<,-2>,重熔层厚度为50~60μm. 设计采用了圆形大直径(φ5mm),小直径光斑(φ2mm)以及矩形光斑(9mm×3mm)等不同工艺进行激光重熔,分析和观察能量分布的改善对重熔层缺陷、厚度、组织结构的影响以及控制规律.对等离子喷涂和激光重熔试样分别进行了1050℃下的静态氧化及热震试验,得到了氧化动力学曲线和不同失效判据级别下的热震寿命,分析说明了高温氧化和热震失效机理. 试验结果说明:热震应力是涂层失效的主要机制,相变应力及热循环氧化膜增长应力的作用可以忽略.激光重熔层致密的柱状晶组织具有一定封孔作用,激光重熔形成的网状裂纹在高温时的闭合效应也是激光—等离子束复合制备TBCs抗氧化性能提高的因素之一.
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