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    濕吹砂電弧離子鍍AlSiY 涂層的抗高溫腐蝕性能*

    2022-08-29 10:43:28李漢運袁福河
    航空制造技術(shù) 2022年15期
    關(guān)鍵詞:熱擴(kuò)散燃?xì)?/a>形貌

    李漢運,王 博,2,彭 新,楊 霖,袁福河

    (1. 中國航發(fā)沈陽黎明航空發(fā)動機有限責(zé)任公司技術(shù)中心,沈陽 110043;2. 北京航空航天大學(xué),北京 100191;3. 空裝駐沈陽地區(qū)第二軍事代表室, 沈陽110043;4. 中國航發(fā)沈陽黎明航空發(fā)動機有限責(zé)任公司熱表處理廠,沈陽 110043)

    高溫防護(hù)涂層對于保護(hù)鎳基高溫合金熱端部件免受高溫氧化腐蝕的作用顯著[1–4]。傳統(tǒng)的真空電弧鍍MCrAlY 涂層在經(jīng)過高溫擴(kuò)散處理后與合金界面的元素互擴(kuò)散程度有限,與高溫合金結(jié)合強度較低,在葉片加工和使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)脫落和掉塊現(xiàn)象,增加了航空發(fā)動機渦輪葉片的涂層生產(chǎn)和發(fā)動機維修成本[3–4],而單滲鋁工藝形成的NiAl 涂層抗腐蝕性能較差,因此需要進(jìn)一步添加其他元素提高合金的抗高溫腐蝕性能。已有研究表明,采用空心陰極電弧鍍技術(shù)沉積AlSiY 涂層,進(jìn)而通過對涂層高溫真空熱擴(kuò)散處理將其轉(zhuǎn)變?yōu)殇X化物擴(kuò)散涂層(Si 和Y改性滲鋁涂層),具有成本低、涂層厚度均勻易控、涂層質(zhì)量穩(wěn)定、結(jié)合強度高、不易脫落等特點[5–7],可以用作發(fā)動機渦輪葉片的全壽命涂層,從而降低發(fā)動機大修成本。目前該涂層技術(shù)已在航空發(fā)動機渦輪葉片上得到工程化應(yīng)用,然而在渦輪葉片涂層實際生產(chǎn)中,發(fā)現(xiàn)AlSiY 涂層在真空熱擴(kuò)散處理后表面失去金屬光澤,呈黑灰色,影響涂層葉片型面的外觀檢查和驗收,因此在產(chǎn)品驗收前對擴(kuò)散涂層增加了濕吹砂處理工序。有關(guān)濕吹砂處理對高溫防護(hù)涂層抗高溫腐蝕影響的研究工作尚未見文獻(xiàn)報道。

    本研究采用電弧離子鍍在DZ22合金表面沉積AlSiY 涂層,采用高溫真空爐進(jìn)行合金與涂層的高溫互擴(kuò)散處理,并在熔鹽熱腐蝕和燃?xì)鉄岣g兩種環(huán)境條件下,研究了濕吹砂處理對真空擴(kuò)散處理AlSiY 涂層高溫腐蝕防護(hù)性能的影響。

    1 試驗及方法

    涂層試樣基材為航空發(fā)動機渦輪葉片用DZ22 定向鑄造鎳基高溫合金[8],表1 為該合金成分。采用空心陰極電弧鍍設(shè)備在試樣表面沉積一層厚度均勻的AlSiY 合金層(主要工藝參數(shù)為真空度低于5.32×10–2Pa、電弧電流500 A、工作電壓32 V、沉積時間120 min);在高溫真空爐內(nèi)進(jìn)行合金與涂層的高溫互擴(kuò)散處理(870 ℃保溫32 h,升溫時間不大于40 min,真空度不低于0.133 Pa)。

    表1 DZ22 定向鑄造高溫合金成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Table 1 Composition of directionally solidified DZ22 superalloy (mass fraction) %

    在900 ℃試驗條件下,采用熔鹽熱腐蝕和燃?xì)鉄岣g兩種方法測試合金和涂層的抗熱腐蝕性能。

    熔鹽熱腐蝕試驗即在樣品表面涂覆Na2SO4與NaCl 的鹽水混合溶液,使其在試樣表面干燥形成一層鹽膜(鹽膜中NaCl 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為25%,涂鹽量控制在3~5 mg/cm2之間)。將涂鹽試樣放入坩堝中,置于900 ℃馬弗爐中保溫,每隔一定時間后將試樣取出,在沸水中煮去其表面的鹽分和腐蝕產(chǎn)物后稱重,觀察外表,然后將試樣重新涂鹽進(jìn)行下一周期試驗。

    燃?xì)飧g試驗按HB7740—2004標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。試驗循環(huán)周期100 次,每個循環(huán)周期為1 h,每25 次循環(huán)測試試樣的增重。表2 給出了燃?xì)鉄岣g的具體試驗條件。

    表2 燃?xì)鉄岣g試驗條件Table 2 Conditions of high temperature corrosion test by hot salt gas

    對部分涂層試樣腐蝕前進(jìn)行表面濕吹砂處理(砂水比例為100 kg水中加15 kg 的180 目剛玉砂,吹砂距離80 mm,角度50°左右,吹砂壓強0.25 MPa)。

    采用X 射線衍射(XRD,CuKα)技術(shù)和帶能譜(EDS)分析的掃描電鏡(SEM)對DZ22 合金和涂層的表面腐蝕產(chǎn)物相組成、涂層截面形貌進(jìn)行分析和觀察。將經(jīng)過處理或高溫腐蝕的合金、涂層試片切樣、環(huán)氧樹脂鑲樣和磨拋后樣品進(jìn)行SEM 觀察截面形貌和成分分析。

    2 結(jié)果與討論

    2.1 AlSiY 涂層表征

    DZ22 合金涂鍍的AlSiY 涂層厚度、成分均勻、結(jié)構(gòu)致密、連續(xù)平整,經(jīng)過熱擴(kuò)散后,AlSiY 涂層由表面層、中間層和薄的內(nèi)擴(kuò)散層組成(圖1),涂層截面顯微組織形貌具有高活度滲鋁涂層或者向內(nèi)生長型滲鋁涂層組織特征。這是由于AlSiY 合金涂層熔點低于純鋁金屬的660 ℃溫度,導(dǎo)致該合金涂層在較低溫度下即熔化,與DZ22 鎳基定向凝固合金中的鎳發(fā)生放熱反應(yīng)并擴(kuò)散形成富鋁的Ni2Al3金屬間化合物相。在擴(kuò)散處理保溫過程中,Ni2Al3相中的鋁繼續(xù)向鎳基合金基體中擴(kuò)散,由于鋁在相中互擴(kuò)散系數(shù)較高,使得Ni2Al3最終完全轉(zhuǎn)變?yōu)榈湫偷摩篓CNiAl 涂層,并形成表面層、中間層和內(nèi)擴(kuò)散層的組織結(jié)構(gòu)特征。其中表面層是由具有較高溶解度的Ni2Al3相轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙舛容^低的β–NiAl 合金時析出了原有碳化物相質(zhì)點而形成的,表面層Ni2Al3相中的鋁與DZ22 鎳基合金基體中的鎳元素互擴(kuò)散則形成了較純潔的β–NiAl 中間層,而鎳基合金基體中原始碳化物彌散相來不及擴(kuò)散,富集在內(nèi)擴(kuò)散層區(qū)域。

    圖1 DZ22 合金AlSiY 涂層形貌熱擴(kuò)散后的微觀形貌(870 ℃,32 h)Fig.1 Cross section morphology of diffusion heat treated AlSiY coating on DZ22 alloy(870 ℃, 32 h)

    表3 給出了沉積態(tài)AlSiY 涂層表面成分的掃描電鏡能譜面掃描兩組分析結(jié)果,每組分析結(jié)果為10 次分析結(jié)果平均值,每次能譜分析的掃描面積為4.35 mm×3.46 mm。表4給出了熱擴(kuò)散處理后涂層不同位置的各元素濃度分析結(jié)果。可以看出,鋁濃度降低最明顯,表面層和中間層基本上和β–NiAl 合金相濃度接近,含有很多以穩(wěn)態(tài)體心立方α 相形式存在的W 元素[9];Si 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在熱擴(kuò)散處理前后變化不大,而Y 濃度在沉積態(tài)比較低,熱擴(kuò)散后由于被稀釋,能譜分析方法已經(jīng)無法檢測出該元素。另外,涂層界面層明顯發(fā)生了W 元素的聚集,從而促進(jìn)了針狀TCP 相(拓?fù)涿芏严啵┑奈龀鯷9]。另外和W 元素一樣,合金表面附近的Hf 由于原子半徑比較大,遷移速率小,在涂層熱擴(kuò)散過程中容易在內(nèi)擴(kuò)散層聚集,這可能與擴(kuò)散層內(nèi)Ni5Hf或 者(W,Hf)C、(M,Hf)2SC 等 碳化物相的生成有關(guān)[10]。

    表3 在DZ22 合金表面沉積AlSiY 涂層的成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Table 3 Composition of as-deposited AlSiY coating on DZ22 alloy(mass fraction) %

    對熱擴(kuò)散處理后的DZ22 合金表面AlSiY 涂層進(jìn)行XRD 相分析,發(fā)現(xiàn)涂層主要為β–NiAl 相,沒 有明顯的Al、Si 等晶體相衍射峰出現(xiàn)(圖2),其中標(biāo)注的均為β–NiAl合金相晶面衍射峰指數(shù)。結(jié)合表4中的涂層成分分析結(jié)果,可以認(rèn)為AlSiY 合金沉積層在熱擴(kuò)散處理過程中熔融并完全與DZ22 合金反應(yīng)生成了單相的β–NiAl 金屬間化合物涂層,且Si 和Y 元素的原子完全固溶在涂層β–NiAl 金屬間化合物相中。

    表4 870 ℃、32 h 熱擴(kuò)散處理后涂層截面的EDS 成分分析結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Table 4 EDS analyzed compositions of coating cross section following diffusion heat treatment at 870 ℃ for 32 h (mass fraction) %

    圖2 DZ22 合金表面AlSiY 涂層在熱擴(kuò)散后的XRD 衍射光譜Fig.2 XRD plot of heat diffusion AlSiY coating on DZ22 alloy

    2.2 抗涂鹽腐蝕性能

    DZ22 合金、DZ22 合金+AlSiY擴(kuò)散涂層、DZ22 合金+AlSiY 擴(kuò)散涂層+濕吹砂處理3 類試樣的涂鹽熱腐蝕動力學(xué)結(jié)果(圖3)??梢钥闯?,合金試樣在涂鹽量為3~5 mg/cm2的混合熔鹽中熱腐蝕100 h 后,平均失重達(dá)到了131.5 mg/cm2,存在嚴(yán)重的腐蝕及腐蝕產(chǎn)物剝落(圖4)。而涂層試樣和涂層+吹砂試樣在100 h后仍然顯示為略有增重,增重值分別為1.79 mg/cm2和3.51 mg/cm2,涂層表面氧化產(chǎn)物沒有明顯的起皮和脫落現(xiàn)象。將濕吹砂和未吹砂AlSiY擴(kuò)散涂層試樣的腐蝕動力學(xué)曲線部分放大,可以看出濕吹砂和未吹砂涂層試樣在涂鹽熱腐蝕10 h 時重量達(dá)到最大值,進(jìn)一步熱腐蝕試驗導(dǎo)致兩種涂層試樣重量減小,但在經(jīng)過100 h后仍然都呈現(xiàn)為增重狀態(tài),說明涂層試樣在腐蝕10 h 之前以腐蝕產(chǎn)物長大為主,在腐蝕10 h 時之后沸水去除的腐蝕產(chǎn)物質(zhì)量開始超過試樣的腐蝕增重的速率。在100 h 以內(nèi)的涂鹽熱腐蝕過程中,濕吹砂AlSiY 擴(kuò)散涂層試樣增重值一直大于未吹砂的涂層試樣,表明濕吹砂涂層試樣由熱腐蝕產(chǎn)物生長增加的質(zhì)量減去沸水去除的腐蝕產(chǎn)物質(zhì)量后大于未吹砂涂層試樣腐蝕增重和沸水去除腐蝕產(chǎn)物的差值。

    圖3 3 類試樣的900 ℃涂鹽熱腐蝕動力學(xué)結(jié)果Fig.3 Kinetic results of 900 ℃ hot corrosion of three types of salt coated samples

    圖4 DZ22 合金在涂鹽腐蝕100 h 后的截面形貌Fig.4 Cross section morphology of salt coated DZ22 alloy following 100 h corrosion

    未經(jīng)濕吹砂處理的DZ22 合金AlSiY 擴(kuò)散涂層表面的腐蝕產(chǎn)物較為平整致密,由于在高溫腐蝕過程中涂層和基體之間發(fā)生元素進(jìn)一步擴(kuò)散,導(dǎo)致內(nèi)擴(kuò)散層中的TCP 相長大,且附近合金中有新的針狀TCP相析出(圖5(a)),腐蝕產(chǎn)物主要是Al2O3和NiAl2O4,且 有 少 量 的TiS腐蝕產(chǎn)物。涂層表面氧化膜較厚,涂層內(nèi)有大量的孔洞形成,鋁的選擇性氧化損耗使涂層內(nèi)的β–NiAl相幾乎完全轉(zhuǎn)變成了γ′–Ni3Al 相(圖5(b))。

    由圖6(a)可以看出,經(jīng)過濕吹砂處理的DZ22 合金AlSiY 擴(kuò)散涂層腐蝕表面平整致密,腐蝕產(chǎn)物膜層較薄,腐蝕產(chǎn)物主要是Al2O3,其次是少量的尖晶石NiAl2O4和HfO2,說明在AlSiY 沉積層與合金基體反應(yīng)和鋁向基體內(nèi)擴(kuò)散形成NiAl 擴(kuò)散涂層過程中,容納了合金基體中的Hf 元素,該元素在熱腐蝕過程中亦參與氧化反應(yīng)生成了HfO2。與涂鹽熱腐蝕一樣,元素互擴(kuò)散導(dǎo)致內(nèi)擴(kuò)散層中的TCP 相長大,附近合金中亦有新的針狀TCP 相析出。與未吹砂涂層相比,濕吹砂涂層表面腐蝕產(chǎn)物的XRD 曲線(圖6(b))中NiAl2O4衍射峰不明顯,說明在高溫熔鹽熱腐蝕過程中涂層氧化程度較低,造成涂層內(nèi)鋁含量的氧化損失較輕,涂層中鎳被氧化較少。腐蝕后生成的氧化鋁膜薄而致密,涂層仍以NiAl相為主。

    圖6 濕吹砂AlSiY 涂層在900 ℃涂鹽腐蝕100 h 后的截面形貌及表面腐蝕產(chǎn)物的XRD 相分析Fig.6 Cross section morphology and XRD analysis of corrosion products of salt coated wet grit blasted AlSiY coating on DZ22 alloy following test of 100 h corrosion at 900 ℃

    比較圖5 和6 的涂層截面形貌,可以看出在涂鹽熱腐蝕100 h 后濕吹砂AlSiY 擴(kuò)散涂層表面的腐蝕產(chǎn)物層要比未吹砂AlSiY 擴(kuò)散涂層薄,說明濕吹砂AlSiY 擴(kuò)散涂層表面的腐蝕產(chǎn)物厚度生長速率明顯小于未吹砂AlSiY 擴(kuò)散涂層,更為重要的是濕吹砂處理基本上避免了AlSiY 擴(kuò)散涂層內(nèi)腐蝕的發(fā)生和涂層內(nèi)孔洞的生成,從而保證了涂層結(jié)構(gòu)的完整性,而未吹砂的AlSiY 擴(kuò)散涂層基本上完全退化,也就無法在后續(xù)的熱腐蝕環(huán)境中繼續(xù)發(fā)揮對合金的高溫防護(hù)作用。對比觀察圖5 和6 中的涂層截面形貌,可以認(rèn)為在圖3(b)中濕吹砂AlSiY 擴(kuò)散涂層的腐蝕增重值大于未吹砂的AlSiY 擴(kuò)散涂層是由于未吹砂涂層試樣表面的腐蝕產(chǎn)物被沸水清洗過程中大量剝落所造成。

    圖5 DZ22 合金AlSiY 涂層在900 ℃涂鹽腐蝕100 h 的截面形貌和腐蝕產(chǎn)物XRD 相分析Fig.5 Cross section morphology and XRD analysis of corrosion products of salt coated AlSiY coating on DZ22 alloy following 100 h corrosion at 900 ℃

    2.3 抗燃?xì)鉄岣g性能

    DZ22 合金、DZ22 合金+AlSiY擴(kuò)散涂層、DZ22 合金+AlSiY 擴(kuò)散涂層+濕吹砂處理3 類試樣的燃?xì)鉄岣g動力學(xué)結(jié)果如圖7 所示。合金試樣腐蝕產(chǎn)物呈綠色并出現(xiàn)大面積剝落,在900 ℃熱腐蝕100 h 后平均失重高達(dá)366.4 mg/cm2。而涂層試樣和涂層+吹砂試樣表現(xiàn)為增重現(xiàn)象,增重值分別為2.05 mg/cm2和1.38 mg/cm2。同樣地,當(dāng)將濕吹砂和未吹砂AlSiY 擴(kuò)散涂層試樣的腐蝕動力學(xué)曲線部分放大時,也看出濕吹砂和未吹砂涂層試樣在燃?xì)鉄岣g50 h 時重量達(dá)到最大值,進(jìn)一步熱腐蝕試驗導(dǎo)致兩種涂層試樣重量減小,但在經(jīng)過100 h 后仍然都呈現(xiàn)為增重狀態(tài),說明涂層試樣在腐蝕50 h 之前以腐蝕產(chǎn)物長大為主。在腐蝕50 h之后,即使未經(jīng)堿水清洗,剝落的腐蝕產(chǎn)物質(zhì)量也開始超過試樣的腐蝕增重的速率,從而使腐蝕動力學(xué)曲線開始向下傾斜。另外在100 h 以內(nèi)的燃?xì)鉄岣g過程中,濕吹砂AlSiY擴(kuò)散涂層試樣增重值也是一直大于未吹砂的涂層試樣,表明濕吹砂涂層試樣由熱腐蝕產(chǎn)物生長增加的質(zhì)量減去剝落的腐蝕產(chǎn)物質(zhì)量后大于未吹砂涂層試樣腐蝕增重和剝落腐蝕產(chǎn)物的差值。

    DZ22 合金表面在燃?xì)飧g環(huán)境中不能形成連續(xù)的氧化膜,在距合金表面20~30 μm 深度范圍內(nèi)的次表面都有腐蝕產(chǎn)物生成,且腐蝕區(qū)域有明顯的橫向開裂分層現(xiàn)象(圖8(a))。能譜分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)腐蝕產(chǎn)物中Al、Cr 含量很少,主要為Ni 和W 的氧化產(chǎn)物(表5),由于W 是典型的與液態(tài)硫酸鈉中氧離子親和力較強元素,說明合金表面在900 ℃燃?xì)猸h(huán)境中不能生成保護(hù)性Al、Cr 氧化膜,沒有抗燃?xì)鉄岣g的能力。

    表5 在燃?xì)鉄岣g100 h 后DZ22 合金表面的腐蝕產(chǎn)物成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Table 5 Composition of corrosion products generated on DZ22 alloy following 100 h hot gas corrosion test (mass fraction) %

    從圖8(b)和(c)可見,在未吹砂和濕吹砂的AlSiY 擴(kuò)散涂層表面都能生成連續(xù)致密的氧化膜,但未吹砂涂層的腐蝕層非常厚,且厚度不均勻,范圍在20~30 μm 內(nèi),而濕吹砂處理涂層表面生成的氧化膜比未吹砂涂層的薄很多,且更致密,約5 μm,說明和濕吹砂涂層試樣相比,未吹砂涂層試樣較大的增重與其表面生成較厚的腐蝕產(chǎn)物有關(guān)。XRD 衍射分析結(jié)果表明,未吹砂和濕吹砂的AlSiY 擴(kuò)散涂層燃?xì)鉄岣g產(chǎn)物與涂鹽熱腐蝕一致,即未濕吹砂AlSiY擴(kuò)散涂層表面的燃?xì)鉄岣g產(chǎn)物為Al2O3和NiAl2O4,而 濕 吹 砂AlSiY擴(kuò)散涂層的燃?xì)鉄岣g產(chǎn)物主要為Al2O3。

    上述結(jié)果表明濕吹砂處理大大降低了涂層的燃?xì)鉄岣g速率,顯著增加了涂層的抗燃?xì)鉄岣g性能。AlSiY 擴(kuò)散涂層表面腐蝕產(chǎn)物主要為Al、Cr 氧化物(表6),而濕吹砂使涂層表面氧化膜中鉻含量顯著增加。當(dāng)合金表面沉積熔融Na2SO4腐蝕層時,Cr2O3膜優(yōu)先與Na2SO4反應(yīng),既能降低熔融鹽中的氧離子活度,抑制NiO的堿性熔融,又不至于將氧離子活度降低到能發(fā)生酸性熔融的程度[11],因此濕吹砂有利于提高AlSiY 擴(kuò)散涂層的抗高溫腐蝕性能。

    表6 燃?xì)鉄岣g100 h 后未吹砂和濕吹砂AlSiY 擴(kuò)散涂層的表面腐蝕產(chǎn)物成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Table 6 Composition of corrosion products generated on AlSiY coating following 100 h hot gas corrosion test(mass fraction) %

    比較圖8(b)和(c)的涂層截面形貌,發(fā)現(xiàn)在燃?xì)鉄岣g100 h 后濕吹砂AlSiY 擴(kuò)散涂層表面的腐蝕產(chǎn)物層要比未吹砂AlSiY 擴(kuò)散涂層薄得多,因此濕吹砂AlSiY 擴(kuò)散涂層表面的燃?xì)鉄岣g產(chǎn)物厚度生長速率明顯小于未吹砂AlSiY 擴(kuò)散涂層,盡管沒有出現(xiàn)涂鹽熱腐蝕造成的涂層內(nèi)腐蝕孔洞現(xiàn)象,但未吹砂的AlSiY 擴(kuò)散涂層退化仍然更嚴(yán)重。在圖7(b)中濕吹砂AlSiY 擴(kuò)散涂層的燃?xì)鉄岣g增重值大于未吹砂的AlSiY 擴(kuò)散涂層是由于未吹砂涂層試樣表面的腐蝕產(chǎn)物在腐蝕過程中大量剝落所造成。

    圖7 AlSiY 擴(kuò)散涂層對DZ22 合金900 ℃燃?xì)鉄岣g動力學(xué)的影響及未吹砂和濕吹砂DZ22 合金+AlSiY 擴(kuò)散涂層試樣的腐蝕動力學(xué)曲線放大圖Fig.7 Effects of heat diffusion AlSiY coating on hot gas hot corrosion kinetics of DZ22 alloy and zoom in display of corrosion kinetic results from AlSiY coating on DZ22 alloy with and without wet grit blasting treatment

    圖8 DZ22 合金與AlSiY 涂層試樣在燃?xì)鉄岣g100 h 后的截面形貌Fig.8 Cross section morphologies of DZ22 alloy and AlSiY coating following 100 h hot gas corrosion test

    從上述兩種熱腐蝕試驗條件下的AlSiY 擴(kuò)散涂層抗熱腐蝕性能結(jié)果可見,濕吹砂處理有利于提高涂層的抗高溫腐蝕性能,從而延長航空發(fā)動機高渦葉片涂層零件的使用壽命。與未吹砂涂層相比,濕吹砂改善AlSiY 擴(kuò)散涂層腐蝕性能不是表現(xiàn)在腐蝕動力學(xué)曲線上,而是在高溫涂鹽腐蝕和燃?xì)鉄岣g過程中,濕吹砂處理促進(jìn)了涂層表面保護(hù)性氧化膜的生長,同時延緩了涂層組織本身的高溫腐蝕退化過程[12–13],這是AlSiY真空擴(kuò)散涂層所具有的獨特現(xiàn)象,該結(jié)論對航空發(fā)動機鎳基合金渦輪葉片用AlSiY 擴(kuò)散涂層的生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。

    3 結(jié)論

    (1)DZ22 合金涂鍍的AlSiY 涂層在擴(kuò)散處理后由表面層、中間層和薄的內(nèi)擴(kuò)散層組成,涂層主要為β–NiAl 相,涂層截面顯微組織形貌具有高活度滲鋁涂層特征。

    (2)DZ22 合金試樣在涂鹽量為3~5 mg/cm2的混合熔鹽中熱腐蝕100 h 后,存在嚴(yán)重的腐蝕及腐蝕產(chǎn)物剝落。涂鹽和燃?xì)鉄岣g產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物以及腐蝕造成的涂層組織變化相同,但未經(jīng)濕吹砂處理的DZ22 合金AlSiY 擴(kuò)散涂層表面的腐蝕產(chǎn)物較為平整致密,腐蝕產(chǎn)物主要是Al2O3和NiAl2O4。涂層表面氧化膜較厚,涂層內(nèi)有孔洞形成,鋁的選擇性氧化損耗使涂層內(nèi)的β–NiAl 相幾乎完全轉(zhuǎn)變成了γ′–Ni3Al 相。濕吹砂處理使DZ22 合金AlSiY 擴(kuò)散涂層腐蝕表面更加平整致密,腐蝕產(chǎn)物主要是Al2O3,從而減少尖晶石氧化物的生成,提高AlSiY 擴(kuò)散涂層的抗熱腐蝕性能并顯著延緩?fù)繉拥耐嘶^程。

    (3)DZ22 合金試樣腐蝕產(chǎn)物呈綠色并出現(xiàn)大面積剝落,沒有抗燃?xì)鉄岣g的能力。未吹砂和濕吹砂的AlSiY 擴(kuò)散涂層表面都能生成連續(xù)致密的氧化膜,但未吹砂涂層的腐蝕層厚且不均勻,而濕吹砂處理涂層表面生成的氧化膜比未吹砂涂層的薄且致密,濕吹砂處理大大降低了涂層的燃?xì)鉄岣g速率,顯著增加了涂層的抗燃?xì)鉄岣g性能。

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