| 题名 | NiCoCrAlSiY涂层的制备及高温腐蚀行为的研究 |
| 作者 | 徐朝政 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2009-05-27 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 孙超 |
| 关键词 | 电弧离子镀 真空退火 NiCoCrAlSiY 梯度涂层 原位扩散障 恒温氧化 循化氧化 高温热腐蚀 |
| 其他题名 | Investigation of fabrication and high temperature corrosion behabiors of NiCoCrAlSiY coatings |
| 学位专业 | 材料加工工程 |
| 中文摘要 | 本论文以定向凝固单晶高温合金DD32为基材，采用电弧离子镀技术沉积了两种不同Al含量的NiCoCrAlSiY涂层(M14和M19涂层)和一种梯度NiCoCrAlSiY涂层，分析了涂层的组织结构，对比研究了三种涂层在1000 °C和1100 °C的恒温氧化行为、在1000 °C的循化氧化行为以及在900 °C下Na2SO4/K2SO4 (75:25，w/w)和Na2SO4/NaCl (75:25，w/w)两种混合盐中的涂盐热腐蚀行为。 M14涂层和M19涂层在退火前后组织均匀致密，与基体结合良好。涂层由较暗的β-(Ni,Co)Al相和较亮的γ’/γ相及少量的α-Cr析出相组成，两涂层沉积态中Al含量分别为9 wt. %和11.8 wt. %。利用电弧离子镀沉积NiCoCrAlSiY和Al两层复合涂层并进行后续真空退火处理，制备了梯度NiCoCrAlSiY涂层，涂层明显分两层，外层主要由β相构成，内层主要由β相和γ’/γ相构成。EPMA分析结果表明，涂层中Al含量由外到内不断降低，Cr含量不断增加。 三种涂层在1000 °C下均表现出良好的抗恒温氧化能力，氧化300 h后表面均为致密连续的Al2O3；1100 °C下恒温氧化试验表明，梯度涂层具备最低的退化速率和很好的氧化膜修复能力，氧化200 h后M19和M14涂层表面氧化膜出现了较多的裂纹和剥落，M14涂层内部出现了明显的Kirkendall孔洞；M19涂层由于相对M14涂层较高的Al含量，能在氧化后期保留更多的有益元素来抵抗更长时间的恒温氧化，而梯度涂层由于更高的Al含量，并且在氧化过程中涂层中Cr与基体中的Re和W互扩散并相互作用，在界面处析出连续的Cr-Re(W)相，充当扩散障以阻挡元素的互扩散，使其具备更低的退化速率和更好的氧化膜修复能力。 三种涂层1000 °C循环氧化试验结果表明，循环200次后，梯度涂层仍以β相为主相，而M19涂层中β相基本消失；M14在循环62次后β相基本消失，在170次后出现增重波动，即氧化膜开裂和剥落，在循环200次后涂层上部出现内氧化。 三种涂层在900 °C下Na2SO4/K2SO4 (75:25，w/w)的混合盐中均表现出良好的抗高温热腐蚀能力，动力学曲线增重缓慢，热腐蚀100 h后，表面为连续致密的Al2O3，涂层退化缓慢；三种涂层在Na2SO4/NaCl (75:25，w/w)的混合盐中热腐蚀比较明显，腐蚀100 h后涂层上部均出现了明显的熔融腐蚀孔洞和部分硫化，涂层内部有益元素大量消耗，退化明显。 涂层抗高温I型热腐蚀能力和使用寿命主要取决于涂层内Al的含量，拥有高Al含量的梯度涂层可以通过牺牲部分Al2O3膜的方法来降低熔盐的碱性浓度，在及时修补的条件下表面氧化铝膜的连续性和完整性得以保持，使涂层在较长时间内一直处于腐蚀孕育期。热腐蚀100 h后，涂层下层仍保持了较高的Al含量，有利于抵抗更长时间的热腐蚀。含NaCl混合盐腐蚀性增强是因为 可以通过反应生成Cl2，而Cl2通过反复氯化/氧化反应扮演催化剂的角色加速金属组元的腐蚀。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 103 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17264]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 徐朝政. NiCoCrAlSiY涂层的制备及高温腐蚀行为的研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2009. |
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