镍基高温合金m38g的腐蚀行为研究及其涂层制备

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1、南昌航空工业学院硕士学位论文镍基高温合金M38G的腐蚀行为研究及其涂层制备姓名：马敬翙申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：刘光明;赵晴20060516摘要本文研究了常温下镍基高温合金M17和M38G在溶液中的腐蚀行为；对M38G合金及其预氧化处理后的样品在熔盐中的热腐蚀行为进行了对比研究；采用磁控溅射方法在M38G合金上制备了Co-30Cr-6Al-0.2Y涂层。研究了涂层在1050℃空气中初期氧化行为；采用包埋渗铝的方法在M38G合金表面制备β-NiAl涂层。研究了α-Al2O3的生长与β-NiAl涂层中Al消耗的关系，并探讨

2、了界面空洞的形成机制。主要结果如下：2–1、研究常温下镍基高温合金M17和M38G在NaCl溶液和含S2O3的NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明：在含3.5wt.%NaCl的溶液中，M17和M38G均会遭受严重的点腐蚀；在向3.5wt.%NaCl溶液添加1.5wt.%Na2S2O3后，由于溶液中的2––+S2O3在试样表面活性点与Cl竞争吸附并与H结合，使两种合金的点蚀均受到抑制；M38G中存在微量的Nb、Ta、Mo等元素使得M38G合金在3.5wt.%NaCl溶液中的耐腐蚀性能明显优于M17合金。2、研究了预氧化对M38G合金的热

3、腐蚀行为的影响。结果表明：在800℃和850℃的熔盐中，M38G合金发生了灾难性的腐蚀；预氧化的样品由于表面氧化时生成了致密的Cr2O3–TiO2保护性氧化膜，有效的阻止了合金的内氧化和内硫化，从而提高了合金的抗热腐蚀性能；然而，在875℃时，预氧化样品由于表面Cr2O3反应生成挥发性物质导致合金耐腐蚀性能的迅速退化。3、研究了溅射Co-30Cr-6Al-0.2Y(wt.％)涂层在1050℃空气中的初期氧化行为。结果表明：Al2O3在初期氧化阶段沿涂层晶界处向外优先生长，Cr元素起到第三元素的效应，促进了Al2O3相的形成；在整个初

4、期氧化阶段Al2O3发生由亚稳态(δ-Al2O3)到(θ+α)-Al2O3到稳态α-Al2O3的转变过程；氧化180min时涂层表面形成一层完整的α-Al2O3氧化膜。4、采用包埋渗铝的方法在M38G合金表面制备了β-NiAl涂层。研究Al2O3的相转变规律，探讨了界面空洞的形成机制。结果表明：氧化时，针状θ-Al2O3在涂层表面最先形成并扩散至整个表面；氧化过程中，α-Al2O3在θ-Al2O3层的下部的β-NiAl涂层晶粒之间首先生成，随着氧化时间的增加，α-Al2O3与空洞形成了网状内部氧化层；氧化90min后，发生θ-Al2

5、O3向α-Al2O3转变。关键词：镍基高温合金M38G；CoCrAlY涂层；β-NiAl涂层；高温氧化；热腐蚀-I-ABSTRACTCorrosionbehaviorsofnickel-basedsuperalloysM17andM38Ginaqueoussolutionswereinvestigatedatroomtemperature;Preoxidationwasperformedfornickel–basedsuperalloyM38Gat950℃inair.Corrosionbehaviorsofbothunpreoxid

6、atedandpreoxidatedspecimenswerestudiedinthemixtureof75wt.%Na2SO4+25wt.%NaClmeltswithvarioustemperatures;Co-30Cr-6A1-0.2Y(wt.％)coatingwaspreparedbyusingmagnotronsputteringtechnique.Earlystageoxidationbehaviorofthecoatingwasinvestigatedinairat1050℃;β-NiAlcoatingwasalsopr

7、eparedonM38Galloybypackcementation.PhasetransformationofAl2O3andmechanismofexcessivevoidformationattheinterfaceofoxide/coatingwasproposedinthispaper.Themainresultswerepresentedasfollows:1.Corrosionbehaviorsofnickel-basedsuperalloysM17andM38Gwereinvestigatedbyelectroche

8、micaltechniques.TheresultsshowedthatM17andM38Gsufferedfromseriouspittingcorrosionin3.5wt.%NaClsolution.However,whentw