不同工藝制備Al-Si涂層的抗高溫氧化性能研究.pdf

1、為提高航空發(fā)動機渦輪葉片的抗高溫氧化性能，在DZ4合金表面用兩種工藝制備了改性的Al-Si涂層，根據(jù)GB/T13303-91《鋼的抗氧化性能測定方法》和HB5258-2000《鋼及高溫合金的抗氧化性測定試驗方法》，對DZ4鎳基高溫合金表面制備的“A”、“B”兩種Al-Si涂層進行高溫氧化試驗。對實驗數(shù)據(jù)進行處理，得到不同氧化時間的單位面積增重。繪制氧化動力學(xué)曲線。用數(shù)學(xué)方法計算出兩種Al-Si涂層的氧化增重動力學(xué)表達式。用SEM/EDX

2、A對試樣表/截面氧化形貌/成分進行分析，用XRD分析涂層及氧化產(chǎn)物的相結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明：鋁硅涂層具有很好的抗高溫氧化性能，氧化初期，涂層表面θ-Al<,2>O<,3>的生長占主導(dǎo)地位，致使氧化增重較快。但隨著氧化的進行，亞穩(wěn)態(tài)的θ-Al<,2>O<,3>向穩(wěn)態(tài)的α-Al<,2>O<,3>轉(zhuǎn)變，氧化速率下降，氧化增重曲線趨于平緩。隨著氧化的進行鋁硅涂層剝落現(xiàn)象也趨明顯，剝落原因有：表面形成的Al<,2>O<,3>氧化膜和膜下滲層及基體的熱膨

3、脹系數(shù)存在差異；膜內(nèi)存在內(nèi)應(yīng)力；Al<,2>O<,3>氧化膜/涂層界面處存在空洞。這些都會導(dǎo)致氧化膜在冷卻時發(fā)生開裂、剝落。Si能抑制β相的生長，促使β相轉(zhuǎn)變?yōu)棣?相，含Si的γ'相抗蝕能力大增，其抗氧化能力與β相相當(dāng)。另外Si促使β相轉(zhuǎn)變?yōu)棣?相也有利于降低塑脆轉(zhuǎn)變溫度，生成的α-Al<,2>O<,3>附著力好，涂層不易開裂、脫落。試樣B涂層在1100℃的抗高溫氧化性能比試樣A涂層好，其原因是由于富Si的M<,6>C在氧化過程中阻礙氧