AlSiY扩散涂层和梯度MCrAlY涂层的高温腐蚀行为
文献类型：学位论文
| 作者 | 姜肃猛 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2009-12-25 |
| 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 退火处理 MCrAlY涂层 原位扩散障 组织结构 形貌 恒温氧化 循环氧化 热腐蚀 |
| 其他题名 | High temperature corrosion behaviors of the AlSiY diffusion coating and the gradient MCrAlY coatings |
| 学位专业 | 材料加工工程 |
| 中文摘要 | 本论文工作采用电弧离子镀技术及后续扩散热处理制备了AlSiY扩散涂层、 NiCoCrAlYSiB+AlSiY复合涂层以及梯度NiCoCrAlYSi涂层；采用XRD、SEM（EDS）、EPMA和TEM等分析检测手段，分析了涂层的微观组织结构；研究了其循环氧化和恒温氧化行为，分析了其氧化机制；并研究了其高温热腐蚀行为以及腐蚀机制。主要研究内容如下： 采用电弧离子镀技术及后续退火处理的方法制备了AlSiY扩散涂层。AlSiY扩散涂层外层主要是β-NiAl相，其中弥散分布一些颗粒状的α-W 和CoWSi相。互扩散区主要由β-NiAl相和一些针状的TCP相组成。在高温氧化条件下，AlSiY扩散涂层对基体合金具有很好的保护作用。Si和Y的加入，有助于提高涂层表面Al2O3膜的粘附性，从而提高涂层的抗氧化能力。互扩散区内的析出相一定程度上减缓了涂层与基体的互扩散，氧化过程中，这些析出相逐渐长大、粗化，但未损害涂层的抗高温氧化能力。在900℃下Na2SO4 + NaCl 混合盐中，AlSiY扩散涂层中出现了内氧化和内硫化，但是程度较轻，同时涂层中拥有足够的β-NiAl作为Al源支持表面Al2O3膜的形成和修复，抵抗接下来的腐蚀进程。 采用电弧离子镀制备了NiCoCrAlYSiB+AlSiY复合涂层，退火后涂层的外层主要是由β-(Ni,Co)Al相及少量σ-NiCoCr 和 Cr3Si相组成，内层主要是一些富Cr相及少量β-(Ni,Co)Al相。退火后，复合涂层形成了外层富Al、内层富Cr的梯度分布。氧化过程中，随着Al的消耗，普通NiCoCrAlYSiB涂层表面生成了保护性能较差的尖晶石甚至NiO，而复合涂层中的β-(Ni,Co)Al相退化成 γ/γ′相，提供Al源支持表面Al2O3膜的形成和修复，从而提高了涂层的抗氧化性能。在 Na2SO4+K2SO4热腐蚀过程中,普通NiCoCrAlYSiB涂层由于Al的大量消耗生成了尖晶石和NiO，而复合涂层仍含有大量β-(Ni,Co)Al作为Al的存储相来支持Al2O3膜的形成和修复。NaCl的存在加剧了两种涂层的腐蚀程度，而复合涂层由于外层富Al、内层富Cr的梯度分布，推迟了内氧化和硫化的进程，从而提高了涂层的抗腐蚀性能。 采用电弧离子镀技术和后续退火处理制备了梯度NiCoCrAlYSi 涂层。梯度NiCoCrAlYSi涂层的外层主要是β-NiAl相以及α-Cr 相，而内层与普通NiCoCrAlYSi涂层相似，主要是 γ/γ′相、β-NiAl相以及α-Cr 相。退火处理后，梯度NiCoCrAlYSi涂层具有外层富Al、内层富Cr的梯度分布。氧化过程中，两种涂层都能形成连续、致密的Al2O3膜，但随着Al的消耗，普通NiCoCrAlYSi 涂层表面形成了保护性较差的尖晶石相，而梯度涂层内部仍具有充足的Al源维持表面Al2O3膜的形成和修复。氧化过程中普通NiCoCrAlYSi涂层中β-NiAl相消失，互扩散区明显扩大。而梯度NiCoCrAlYSi 涂层中， γ/γ′相逐渐增多，但涂层中仍有足够的β-NiAl相。在梯度NiCoCrAlYSi涂层的互扩散区内，形成了富Cr(W)的 σ相组成的“原位扩散障”，很好的抑制了涂层与基体的互扩散，减少了涂层中Al的消耗，进而减缓了涂层的退化进程。在Na2SO4+ K2SO4混合盐中，两种涂层表面都形成了连续、致密的Al2O3膜，都表现出了较好的抗腐蚀能力。NaCl的存在，加速了热腐蚀的进程，两种涂层中都出现了内氧化和硫化，但梯度涂层中外部富Al内部富Cr的梯度分布，减缓了热腐蚀进程，因而具有较好的抗热腐蚀能力。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 158 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17229]  |
| 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 | 姜肃猛. AlSiY扩散涂层和梯度MCrAlY涂层的高温腐蚀行为[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2009. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
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