dz4合金改性铝化物涂层抗高温氧化性能研究

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要对航空发动机涡轮增压器叶片的失效故障分析表明，叶片上的裂纹大多是沿着垂直于叶片主应力方向的晶界产生的，而且裂纹的扩展也与垂直于叶片单向拉伸应力的晶界关系密切，因此消除这种晶界可以大大提高叶片抗裂纹生长能力。定向凝固就是基于这种设想发展起来的。但是，在高性能的航空发动机的研制中，仅靠先进的冷却技术、发展新型耐高温合金和改进涡轮叶片的制造工艺(定向、单晶)，难以满足安全可靠工作所需的高温蠕变强度，抗高温氧化和热腐蚀能力。目前国内外解决这一问题的途径是在叶片表面涂覆防护涂层。

2、有研究指出，二元的A1．si涂层，不仅工艺简便，而且具有优良的抗腐蚀性能，甚至可与Pt2Cr舢和McrAlY多元涂层相媲美。而且，航空发动机涡轮增压器叶片的使用寿命是有限的，为了提高叶片的使用寿命，本实验利用料浆法在DZ4镍基高温合金表面。二次”制备舢．Si涂层，该方法有别于常规料浆制备法．依据GB／T13303．91《钢的氧化性能测定方法》，为了便于比较对DZ4合金和料浆渗铝硅试样进行了同炉1100℃×300h抗高温氧化性能实验。采用x射线衍射()mD)、带能谱的扫描电镜(SEM／EDS)等分析手

3、段，研究了试样在静态空气中的高温氧化行为。绘制了氧化动力学曲线，观察了腐蚀产物的表面和截面形貌，分析了氧化产物的结构、组织退化的过程及Al、Si等重要元素的扩散规律。实验表明：裸合金在1100℃氧化初期生成大量氧化镍，局部有针状0-AI：O，生成，300小时后表面有不连续的脊状氧化铝，基底是裸露的NiO，同时有部分尖晶石结构Ni(AI，Cr)204生成。在基体与氧化膜之间经扩散形成了由-NiAI和r’-Ni，Al相组成的过渡带。基体内部沿晶界呈45度角，有大量针状碳化物相析出，这些碳化物会严重影响基

4、体的力学性能。渗～．Si涂层在1100℃氧化初期快速形成0-A1，03、哈尔滨工程大学硕士学位论文NiO、a-Al，O，。随着氧化时问的增加，有抗氧化能力相对较弱的Cr203，Ni(A1，Cr)204尖晶石生成。300小时0-Al：0，几乎全部转变成a．m，O，，涂层内部形成了由MsSiC组成的碳化物隔层，隔层有效地阻碍了涂层中铝的向内扩散和基体中镍的向外扩散，明显延长了涂层的寿命。此时，基体相p-NiAl约有50％发生了向y'-Ni，Al的转变，氧化膜仍然完整连续没有发现有内氧化现象发生。关键词：

5、定向凝固；涡轮叶片；A1．Si涂层；高温氧化哈尔滨工程大学硕士学位论文ABSTRACTFailanalysisofaircraftturbo·chargerbladesshowsthatmostofcracksformandexpandalongthegrainboundrieswhichareverticalwithprincipalstress．Therefore，eliminatingthesegrainboundriescanimprovetheresistanceofturbinevane

6、cracks，basedOilwhichdirectlysolidificationwasdeveloped．But，inhighperformanceaircraftturbineenginemanufacturing，onlydependingonadvancedrefrigeration，developmentofflewsuperalloyandimprovementofturbinevanemanufacturetechniques，aredifficulttomeetwiththenee

7、dofhightemperatureWOrmintensityandresistanceofhightemperatureoxidationandhotcorrosion．Atpresent’theuniversalmethodofresolvingtheseproblemshomeandabroadistoexertprotectivecoatingsonthesurfaceofturbinevane．SomeresearcherspOintoutthatpreparationofAt-Sibin

8、arycoatingissimpleandithasexcellentcorrosionresistancewhich啪becomparedwithPt2CrAIandMCrAIYcoatingsMoreover,thelifetimeofaircraftturbineengineislimited．soinordertoprolongthelifetime，Were-preparescoatingsonsurfaceofsuperalloyDZ4。According