【摘 要】
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镍基高温合金因其具有优异的高温力学性能及蠕变性能而广泛应用于航空发动机及燃气轮机热端.随发动机工作温度不断提高,高温合金服役条件更加恶劣,加速了合金热腐蚀,降低了合金服役寿命.在高温合金表面施加一层高温防护涂层,使其在热腐蚀过程中表面生成一层致密的Al2O3膜,阻碍涂层及基体进一步腐蚀,从而改善合金热腐蚀性能.本文采用电镀与电弧离子镀(AIP)工艺相结合,在镍基单晶高温合金DD5表面制备Pt改性A
【机 构】
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中国科学院金属研究所,辽宁沈阳 110016
【出 处】
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第十一届全国表面工程大会暨第八届全国青年表面工程学术会议
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镍基高温合金因其具有优异的高温力学性能及蠕变性能而广泛应用于航空发动机及燃气轮机热端.随发动机工作温度不断提高,高温合金服役条件更加恶劣,加速了合金热腐蚀,降低了合金服役寿命.在高温合金表面施加一层高温防护涂层,使其在热腐蚀过程中表面生成一层致密的Al2O3膜,阻碍涂层及基体进一步腐蚀,从而改善合金热腐蚀性能.本文采用电镀与电弧离子镀(AIP)工艺相结合,在镍基单晶高温合金DD5表面制备Pt改性AlSiY涂层.通过XRD、SEM(EDS)、TEM及EPMA分析涂层微观结构,并研究涂层在900℃热腐蚀行为.扩散退火后,Pt改性涂层外层主要是由β-(Ni,Pt)Al相及其内弥散分布的颗粒状CoWSi组成.互扩散区主要由β-NiAl相及一些颗粒状TaC和TCP相组成.涂层在900℃腐蚀动力学曲线及结构分析表明,Pt改性AlSiY涂层热腐蚀性能较单一AlSiY涂层优异.在腐蚀初期,Pt改性AlSiY涂层表面氧化膜主要由θ-Al2O3及α-Al2O3组成,而AlSiY涂层氧化膜中仅含有θ-Al2O3.在AlSiY涂层中添加Pt,提高了氧化膜的结合力,减少氧化膜的剥落,从而降低了涂层中Al的消耗,同时Pt的存在促进了涂层中Al元素扩散,加速了氧化膜的形成与修复.随着腐蚀进行,AlSiY涂层由于大量Al元素消耗,表面氧化膜主要由CrxSy及Al2O3组成,且其氧化膜下方生成了一层贫Al的γ-Ni3Al层,而Pt改性AlSiY涂层的氧化膜较薄,主要由Al2O3及其中弥散分布的CrxSy组成.此外,长时间腐蚀后,Pt改性AlSiY涂层二次反应区(SRZ)厚度较AlSiY涂层SRZ区厚度小.
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