四种镍基高温合金的抗热腐蚀性能研究

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要燃气涡轮发动机作为一种动力装置已广泛应用于航空领域。随着航空事业的发展，对发动机涡轮叶片材料性能的要求越来越高。在沿海环境下工作的涡轮发动机，由于受到燃料燃烧时形成的Na2S04和海洋气氛中NaCl的复合作用，发生热腐蚀，加速叶片失效。因此研制既具有高的高温强度又具有优异的抗热腐蚀性能的叶片材料是航空事业发展的需要。DZ68合金即是为了满足在沿海工作的飞机发动机涡轮叶片材料的工作需要而研制的一种新型定向凝固镍基高温合金。本文研究了DZ68、K438、DZl25L和DZl42四种合金的热腐蚀行为。后三种合金中，K438合金为目前国内综合

2、性能最佳，应用最广泛的耐热腐蚀高温合金；DZl25L合金为目前力学性能水平最高的定向凝固高温合金之一；DZl42合金为拥有良好抗氧化性能的第二代定向凝固镍基高温合金。本文主要利用光学显微镜观察、扫描电镜观察、X射线衍射分析、能谱分析及电子探针分析等手段，从合金成分、热处理态组织、热腐蚀动力学、内外腐蚀层产物类别和元素面分布等方面研究了上述四种合金经涂覆75(wt)％NaES04+25(wt)％NaCl盐膜后在900。C大气中的热腐蚀行为，并对它们的热腐蚀机理进行了探讨。试验结果表明：四种合金在涂覆75(wt)％Na2S04+25(wt)％NaCl盐和900℃加热

3、条件下的热腐蚀均为TypeI型碱性熔融腐蚀。K438合金腐蚀不均匀，初期即发生择优腐蚀，合金外腐蚀层腐蚀产物主要以cr203、a．A1203为主，腐蚀后期以NiO为主；DZl25L合金局部有择优腐蚀现象，其余部位腐蚀较均匀，整个热腐蚀过程中外腐蚀层的腐蚀产物以NiO为主；DZl42合金腐蚀不均匀，有择优腐蚀现象，整个热腐蚀过程中外腐蚀层的腐蚀产物以NiO为主：DZ68合金热腐蚀均匀，热腐蚀前沿呈平面状向合金基体推进，外腐蚀层的腐蚀产物在热腐蚀初期以NiO、Cr203和(Ni，Co)Cr204为主，热腐蚀后期以(Ni，Co)Cr204为主。四种合金内腐蚀层产物类别

4、相同，主要由黑色的A1203和灰色的CrS构成，CrS分布于靠近基体的热腐蚀前沿，A1203分布于内腐蚀层的外侧。本试验条件下，DZl42和DZl25L合金的抗热腐蚀性差，K438和DZ68合金的抗热腐蚀性优良，DZ68合金略好于K438合金。关键词：镍基高温合金；热腐蚀；低偏析；定向凝固四种镍基高温合金的抗热腐蚀性能研究InvestigationontheHotCorrosionResistanceofFourNi—basedSuperalloysAbstractGasturbineengineasapowerplanthasbeenwidelyusedint

5、heaviationfield．Withthedevelopmentofaviationindustry，thedemandsfortheperprotiesofgasturbinebladehaverecentlyincreasedsignificantly．HotcorrosioningasturbineengineinthecoastalenvironmentspeedsupthefailureofturbinebladeduetothecombinedeffectsoffuelcombustionformedNaES04andNaClintheocean

6、atmosphereTherefore，todevelopakindofbladematerialwithhi．ghstrengthandgoodhotcorrosionresistanceisthedemandofAviationindustrydevelopment．Inordertomeetthedemandofaircraftengineturbinebladeworkingalongthecoast，DZ68nickel-basedsuperalloyisdevelopedbyanewtypeofdirectionalsolidification．In

7、thispaper，hotcorrosionbehavioroffourkindsofalloys，DZ68，K438，DZ125LandDZl42，isinvestigated．AsforK438，DZl25LandDZl42，K438withthebestintegratedperformanceisawildlydomesticlyappliedhot—corrisionresistancesuperalloy；DZl25LisoneofthedirectionalsolidificationsuperaUoyswiththebestmechanicalp

8、ropertiesint