k438镍基高温合金al-si涂层的制备及抗氧化性研究

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1、万方数据公米旱／J7℃々UDC密级学位论文K438镍基高温合金A1．Si涂层的制备及抗氧化性研究作者姓名：张丽娜指导教师：王雷副教授东北大学机械工程与自动化学院申请学位级别：硕士学科类别：专业学位学科专业名称：机械工程论文提交日期：2014年6月论文答辩日期：2014年6月学位授予日期：2014年7月答辩委员会主席：秀醍i埤评阅人：夏司噬，同i两东北大学2014年6月万方数据AThesisinMechanicalEngineeringPreparationandoxidationpropertie

2、softheSimodifiedaluminizedcoatingonNi—basedi-moaltienizecoatlng0nal—superalloyK438ByZhangLinaSupervisor：AssociateProfessorWangLeiNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使

3、用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢二6二思。学位论文作者签名：州日期：a似。6．∥学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年函导师签名：寻荡签字日期：函f争、。占．形万方数

4、据东北大学硕士学位论文摘要K438镍基高温合金Al—Si涂层的制备及抗氧化性研究摘要航空发动机的热端部件长期受到高温环境的侵蚀，在高性能的航空发动机的研制中，单靠改进冷却技术、合金的制造工艺等方式是难以满足高温环境下部件本身所需的抗氧化能力，目前解决这一问题的方式是施加高温合金防护涂层来提高合金的抗高温氧化能力，研究指出，改性的Si化物涂层不仅制备工艺简单，还具有良好的抗高温氧化能力，研究意义重大。本文采用两步法即料浆Si，包埋Al的方式在K438基体表面制备了A1．Si涂层，并利用包埋法制备了单

5、一的渗A1涂层。利用XRD、SEM、EDS等分析检测手段，分析了两种涂层的组织结构和成分，并研究了基体、单独渗铝涂层、A1．Si涂层在1100。C下的恒温氧化行为。100。C×300h的恒温氧化行为显示，在氧化初期，基体合金表面生成了Cr203和Ti02的混合氧化物，随着氧化的进行，表面的Cr203消失，随之生成NiAl204与NiCr204尖晶石结构的物质，基体表面产生大量的孔洞且产生明显的内氧化。单独渗铝涂层在氧化初期表面生成了单一的保护性氧化膜a-A1203，随着氧化时间的延长，表面氧化膜转

6、变为非保护性的NiAl204尖晶石结构和0【．A1203的混合物，涂层厚度较小且退化比较严重。A1．Si涂层在氧化初期表面也形成了单一的0【．A1203氧化膜，随着氧化的进行，涂层扩散区变宽，外层变窄，并在扩散区出现Cr(W)相析出带，它能阻碍Al元素从涂层内部扩散到表面。涂层的内部退化以Al的消耗为主，到氧化的后期，虽然表面也产生了少量的NiAl204尖晶石结构，但是涂层中的Al含量仍含有9wt．％左右，仍能维持a．A1203氧化膜的生成。A1．Si涂层中的Si元素含量大部分存在于内层，Si的存

7、在能够很好的固溶从基体内扩散出的cr、Ti、co等元素，有效的降低了涂层向内氧化的速度，表现出了优异的抗氧化性能。关键词：A1．Si涂层；单独渗铝；料浆法；恒温氧化；氧化膜万方数据东北大学硕士学位论文AbstractPreparationandOxidationPropertiesoftheSi．．modifiedAluminizedCoatingonNi·-basedSuperalloyK438AbstractAsiswell·-knownthatthehotendcomponentsofaer

8、o·-enginesalwaysworkinginthehightemperatureenvironment．Itcannotimprovetheoxidationresistanceifweimprovedthetechnologyofcoolingandthepreparationtechnologyofalloyonly．Nowmanycountriesexploitedtheprotectivecoatingtoimprovetheoxidationresistance．A