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《电弧离子镀AlYSi涂层抗高温氧化性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、76材料工程/2011年1期电弧离子镀AlYSi涂层抗高温氧化性能研究HighTemperatureOxidationResistanceofAlYSiCoatingbyArcIonPlating张鹏飞,李建平,蔡妍,陆峰(北京航空材料研究院,北京100095)ZHANGPengfei,LIJianping,CAIYan,LUFeng(BeijingInstituteofAeronauticalMaterials,Beijing100095,China)摘要:采用电弧离子镀技术在K465镍基高温合金基材上制备了AlYSi沉积扩散型涂层,研究了K465合金和AlYSi涂层在110
2、0下的高温氧化行为。利用SEM,EDX,XRD对氧化后的涂层表面和截面进行分析,结果表明:AlYSi涂层主要由NiAl相组成,氧化过程中涂层表面形成了Al2O3保护膜,显著提高了合金的抗高温氧化性能。关键词:AlYSi涂层;高温氧化;电弧离子镀中图分类号:TG174.4文献标识码:A文章编号:10014381(2011)01007605Abstract:TheAlYSicoatingsweredepositedbyarcionplatingonK465superalloys.ThehightemperatureoxidationbehaviorofK465alloyswi
3、thorwithoutcoatingat1100wasstudied.BymeansofSEM,EDXandXRD,thesurfaceandsectionofcoatingwereanalyzed.TheresultsshowthatthecoatingiscomposedofNiAlphase,theAl2O3protectivescaleisformedoutofthecoatingandobservablyimprovesthehightemperatureoxidationresistanceofK465superalloys.Keywords:AlYSicoating;hi
4、ghtemperatureoxidation;arcionplating航空发动机热端部件特别是涡轮部件是在高温、极靶材为AlYSi,其成分如下:Y1%(质量分数,下同)~高转速及复杂应力作用下工作,高温氧化问题是其主8%,Si4%~15%,Al余量,涂层经过真空扩散处理后要的失效形式之一,氧化一旦出现就会使基体材料直厚度约60m。接受到损伤而导致力学性能急剧下降。为了保证涡轮高温氧化实验的试样尺寸为30mm10mm部件具有一定的使用寿命,必须加防护涂层以提高基15mm。体合金的抗高温氧化性能。铝化物涂层作为高温防护1.2涂层工艺涂层的一种,具有优良的抗高温氧化和耐热腐蚀性能,采用真
5、空电弧离子镀技术沉积涂层,阴极靶材作[1-4]在国内外得到了广泛的应用。为沉积材料。沉积过程:试样前处理!试样置于真空传统的铝化物涂层大多采用包埋渗和料浆渗等工室!对真空室抽真空!对试样轰击加热、清洗!沉积[5]艺制备,而本工作采用的是真空电弧离子镀工艺,用涂层!扩散处理。该工艺得到的合金化扩散铝化物涂层具有厚度、元素涂层沉积工艺参数:电弧电流I=500~600A,工和相组成可精密控制的优点及准确的重复性,而且显件偏压U=10~30V。著改善了工作条件,有利于工程化生产。真空扩散工艺参数:1050,2h,真空度大于本工作以K465合金为基材,采用真空电弧离子-37.510Pa。镀技术制备Al
6、YSi涂层,研究了涂层在1100下的高1.3氧化实验方法温氧化行为。按照HB5258∀2000钢及高温合金的抗氧化性测1实验方法定实验方法规定进行。将试样置于专用的氧化炉中保温,炉温设定为1100,保温55min后取出冷却5min1.1实验材料为一个循环。按规定的周期将试样取出进行称量,检基体材料采用K465镍基高温合金,沉积材料阴查外观,称量时氧化皮任其自然脱落。以试样增重值电弧离子镀AlYSi涂层抗高温氧化性能研究77#0,视其寿命终止,绘制氧化动力学曲线,通过SEM,图,此时涂层主要由NiAl相组成,而NiAl相具有EDX,XRD等方法分析涂层的显微组织及成分。优良的
7、抗高温氧化性能。因此可知经过真空扩散后的涂层具有优良的抗高温氧化性能。2结果与讨论2.1氧化动力学分析图1为K465合金和K465合金+AlYSi涂层的1100氧化动力学曲线。可以看到合金在氧化700h后涂层开始减重,到1300h涂层氧化增重小于0,因此该合金的氧化寿命视为1300h。而有涂层试样虽然在氧化1000h左右也开始减重,但减重速率较慢,直到2000h氧化增重也没有小于0,因此K4
