不同工艺制备Al-Si涂层的抗高温氧化性能研究

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1、哈尔滨工秤大学硕十学侍论文摘要为了提高航空发动机涡轮叶片的抗高温氧化性能，在DZA合金表面用两种工艺制备了改性的舢．sj涂层，根据GBfrl3303．91《钢的抗氧化性能测定方法》和HB5258．2000《钢及高温合金的抗氧化性测定试验方法》，对DZ4镍基高温合金表面制备的“A，’、“B”两种A1．Si涂层进行高温氧化试验。对实验数据进行处理，得到不同氧化时问的单位面积增重。绘制氧化动力学曲线。用数学方法计算出两种A1．Sj涂层的氧化增重动力学表达式。用SEM／EDXA对试样表／截面氧化形貌，成分进行分析，用XRD分析涂层及氧化产物的

2、相结构。结果表明：铝硅涂层具有很好的抗高温氧化性能，氧化初期，涂层表面口．A1203的生长占主导地位，致使氧化增重较快。但随着氧化的进行，亚稳态的p．A1203向稳态的口．A1203转变，氧化速率下降，氧化增重曲线趋于平缓。随着氧化的进行铝硅涂层剥落现象也趋明显，剥落原因有：表面形成的～203氧化膜和膜下渗层及基体的热膨胀系数存在差异；膜内存在内应力；Al：0，氧化膜／涂层界面处存在空洞。这些都会导致氧化膜在冷却时发生开裂、剥落。Si能抑制卢相的生长，促使卢相转变为y’相，含Si的y’相抗蚀能力大增，其抗氧化能力与卢相相当。另外si促

3、使卢相转变为y’相也有利于降低塑脆转变温度，生成的口．A1203附着力好，涂层不易开裂、脱落。试样B涂层在1100"C的抗高温氧化性能比试样A涂层好，其原因是由于富Si的M6C在氧化过程中阻碍氧化膜向内扩张，阻挡元素互扩散，延长了涂层的寿命，在试样B的涂层中富si的M6C二次相的数量比试样A涂层中的多，因此试样B涂层在1100"C的抗高温氧化性能要优于试样A。关键词：A1．Si涂层；DZ4高温合金；抗高温氧化性能哈尔滨T程大学硕+学位论文AbstractTwoAl—SicoatingsonDZ4superalloywasprepare

4、dbydifferentmethods．AccordingtoGB／T13303-91(SteelsDeterminationMethodofOxidationResistance)，hightemperatureoxidationexperimentsofA1·SicoatingonDZAwerecarriedoutat1100。Cinairfor300h．TheoxidationkincticcnrvesofthesuperalloywithdifferentAI—SicoatingswereobtamedbyOriginandt

5、heoxidationkineticsequationswereobtainedbymathematicaltechnique．TheAI—SicoatingsafteroxidationexperimentswereanalyzedbySEM，EDSandXRD．TheresultindicatesbotllofthetwoAl-SicoatingsonDZAsuperailoyhaveexcellenthightemperatureoxidationresistance．Thegrowthof0-A1203onthesurface

6、ofthecoatings，whichwasdominantattheearlystage，causedfastmassgain．Withtimeincreasing,0-A1203hastransformedinto口od203andtheoxidationkineticscurvesbecameflatduetothedecreaseofmassgain．Thecrackingandspallationofcoatingtendedtobeobviouswhencoolingduetodifferenceofcoefficient

7、inthermalexpansionbetweenoxidescale，coatingandsubstructure，internalstressinthecoating,andthecavityontheinterfaceofscale／coating．TheadditionofSiprohibitsgrowthof§一NiAIandacceleratesthetransformationof母一NiAItoy’Ni掣A1．They’-Nivddhasexcellentcorrosionresistancesimilarto卢-Ni

8、AI．Inaddition，transformationof卢一NiAltor’-NirddisalsoconducivetolowertheDBTT,bywhichthe口-A1203scalehasgoodadhes