k438合金渗铝涂层抗高温氧化性能的研究

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1、。堕玺鎏：：堡奎耋堡圭兰簦笙塞摘要航空发动机涡轮叶片表面必须加防护涂层来提高它的抗环境腐蚀的能力。由于扩散型铝化物涂层既可以满足一般的性能要求，又具有成本低、性能稳定的特点，目前世界上80％以上的高温涂层为扩散型铝化物涂层。本文采用固体粉末包埋渗铝法，在K438铸造镍基高温合金表面制备渗铝涂层。对渗铝试样做了1000℃，500h恒温高温氧化实验。绘出了涂层的高温氧化动力学曲线，对渗层在1000℃高温氧化前后的表面形貌和涂层断面组织作了金相显微镜、扫描电镜观测及能谱分析。对涂层在高温氧化过程中的退化机制进行了探讨，对

2、涂层的抗高温氧化性能进行了评价。K438高温合金渗铝涂层经1000℃，500h氧化实验，其氧化动力学曲线基本符合抛物线规律，渗铝的K438高温台金氧化增重明显低于无涂层的K438合金，其抗高温氧化性能与未加涂层的K438合金相比有明显提高。高温氧化过程中，表面形成连续，致密的A1203氧化膜。A1203氧化膜的形成是材料具有良好抗高温氧化性能的主要原因。它的化学性质稳定，致密性好，具有良好的抗氧化性和抗热腐蚀性。A1203氧化膜与基体黏附性良好。在整个氧化过程中，保温时间为lOOh的试样表面有轻微粉末状颗粒剥落，在

3、剥落区有新的氧化物形成。保温200h，300h，400h氧化层仍致密完整，保温时间达500h时局部出现剿落，通过对500h定点能谱分析，未剥落区仍为颗粒状的a—A1203。K438镍基高温合金渗Al涂层在氧化过程中通过互扩散形成富Al的B--Nihl和富Ni的B—NiAl化合物层，此化合物层是获得良好的抗高温氧化性能的关键。B层很厚，随着氧化时间的增加，B层分解较慢，渗Al的K438镍基高温合金在1000℃保温500h仍具有良好的抗高温氧化性能。关键词：高温合金：渗铝涂层；高温氧化。；．窒笙鎏：l三堡奎耋塑耋主堡篁

4、圣；ABSTRAOTTheturbinebladesinaerospacearetypicallyprotectedbyaprotectivecoatingtoimprovethecorrosion-resistantproperty．Diffusion—aluminidecoatingisabove80％percentinhighttemperaturecoating．Becausediffusion—aluminidecoatingnotonlysatisfiedsordinaryproperty‘demand

5、sbutalsohaslowcostandsteadyperformance．Atthispaper,thealuminizedcoatingonK438WaSpreparedbypackcementation．Theiso血ermaloxidationbehaviorofthecoatingwasinvestigatedat1000℃inairfor500hours．nleoxidationkineticscurvewasdrawed．Thesurfacemorphologyandcross—sectionalm

6、icrostructureofthecoatingoxidizedfordifferenttimewereobservedandanalyzedbySEM+OMandEDX．Thedegradationmechanismofthecoatingisdiscussed．Theresistanceofhightemperatureoxidationonanaluminide—coatednickel．basesuperalloyK438iSappraised．Theresultsshowthatoxidationkin

7、eticscul-veaboutallalttminide—coatednickel—basesuperalloyK438obeystheparaboliclaw．Themassgainofthealuminizedcoatingislowerthanrawmaterial，theoxidationresistanceisremarkablyimprovedascomparedtothesuperalloyK438．T1lematerialhaswelloxidationresistancemostlybecaus

8、eoftheformingofa—m203oxidescale．0一A1203oxidescaleisverycompact，ithassteadychemicalpropertyandexcellentresistanceofoxidationandhotcorrosion．Theadhesionbetweentheoxidescaleandsubsl】-