K4104合金Al-Si涂層抗高溫氧化性能研究.pdf

1、航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片在使用時(shí)必須加防護(hù)涂層，以提高基體合金的抗高溫氧化性能。料漿滲鋁硅涂層具有良好的高溫抗氧化能力。本研究采用無機(jī)鹽料漿法，在K4104鎳基高溫合金表面制備了Al-Si涂層，并進(jìn)行了1000℃×200h高溫氧化性能試驗(yàn)，對(duì)其1000℃空氣條件下的氧化行為進(jìn)行了研究。運(yùn)用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、能譜等對(duì)試樣表面、截面觀察分析，討論滲鋁硅涂層的抗高溫氧化性能，并對(duì)硅的作用機(jī)理進(jìn)行探討。通過對(duì)滲鋁硅試樣和原始試樣不同時(shí)間高溫氧化腐

2、蝕后測(cè)出的單位面積增重繪制出高溫氧化動(dòng)力學(xué)曲線，并對(duì)曲線進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，由動(dòng)力學(xué)曲線可以看出，鋁硅涂層較原始試樣有更好的抗高溫氧化性能。 本試驗(yàn)采用SiRion型掃描電鏡(SEM)對(duì)涂層表面和斷面進(jìn)行觀察分析。用SEM對(duì)試樣進(jìn)行表面形貌觀察，隨著氧化的進(jìn)行，表面生成連續(xù)的A12O3膜，起伏增大。隨氧化時(shí)間的延長，試樣剝落現(xiàn)象也趨明顯，但剝落后仍有新的A12O3膜生成，保護(hù)基體。用SEM對(duì)試樣進(jìn)行斷面觀察，K4104鎳基高溫合金表

3、面Al-Si涂層，在長時(shí)間的高溫氧化過程中已轉(zhuǎn)變成完整致密的α-A12O3氧化層和富鋁的β-NiAl和富鎳的β-NiAl化合物層，且與基體合金的粘附性良好。 涂層中Si元素的適量加入和合理分布能有效的抑制β相的生長，促使β相轉(zhuǎn)變?yōu)棣茫啵璧膟＇相抗蝕能力大增，其抗氧化能力與β相相當(dāng)。另外硅促使β相轉(zhuǎn)變?yōu)棣茫嘁灿欣诮档痛嗨苻D(zhuǎn)變溫度，生成的α-A12O3附著力好，涂層不易開裂、脫落的作用。 涂層中Si元素可促進(jìn)M6C