| 题名 | 梯度NiCrAlY涂层的高温腐蚀行为 |
| 作者 | 于大千 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2012 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 孙超 |
| 关键词 | 电弧离子镀 梯度涂层 预氧化 高温氧化 热腐蚀 Arc ion plating the gradient coating pre-oxidation treatment high-temperature oxidation hot corrosion |
| 学位专业 | 材料工程 |
| 中文摘要 | "摘 要 本论文工作采用电弧离子镀技术及后续真空扩散退火工艺在镍基高温合金上制备了均匀NiCrAlY涂层(此后简称均匀涂层)和梯度NiCrAlY涂层(此后简称梯度涂层)。分析了2种涂层的组织结构，对比研究了2种涂层静态空气下1000和1100 ℃的恒温氧化行为以及1100 ℃的循环氧化行为。对梯度涂层进行预氧化处理，得到预氧化后的梯度NiCrAlY涂层(此后简称预氧化涂层)。分析了预氧化涂层氧化膜的结构，并对比研究了均匀涂层、梯度涂层、预氧化涂层3种涂层静态空气下在75 wt.%Na2SO4+25 wt.%K2SO4混合盐中900 ℃和700 ℃的热腐蚀行为。 均匀涂层和梯度涂层在退火后组织致密，与基体结合良好。均匀涂层由γ′/γ相和少量β-NiAl相、α-Cr相组成，成分分布均匀；梯度NiCrAlY涂层具有外层富Al、内层富Cr结构，其中外层由β-NiAl相和少量γ′/γ相、α-Cr相组成。 均匀涂层和梯度涂层在1000 ℃恒温氧化1500 h后样品表面仍为连续致密的Al2O3膜，但此时均匀涂层的Al含量已经低于基体的Al含量，而梯度涂层外层的Al含量却仍为8.15 wt.%(EDS)。 均匀涂层和梯度涂层1100 ℃的恒温氧化实验表明，梯度涂层具有较低的退化速率和良好的氧化膜修复能力。氧化初期过后，梯度涂层的动力学曲线斜率为均匀涂层的2/3。 均匀涂层和梯度涂层在1100 ℃循环氧化65次后，梯度涂层外层仍存在连续的β-NiAl相，氧化膜为厚度约6 μm左右的α-Al2O3；而均匀涂层的Al含量已经低于维持涂层发生选择性氧化所需的临界Al含量，氧化膜为约2 μm左右的混合氧化物层。 总的来说，在高温氧化过程中，梯度涂层的初始Al含量较高；氧化过程中其富Cr区两侧出现了对富Al区的Al向基体扩散起阻碍作用的Cr(W)析出带。这两方面使梯度涂层长时间维持更多的Al存储相，提升了氧化膜的迅速生成及再生成能力，从而使涂层具有较好的抗氧化性能。 均匀涂层、梯度涂层、预氧化涂层3种试样在900 ℃Na2SO4+K2SO4混合盐中的热腐蚀实验表明，预氧化涂层因为其表面存在的双层氧化膜(外层混合氧化物层+内层Al2O3层)，在热腐蚀过程中，一定程度上将涂层和熔盐隔离，降低了氧、硫向涂层的扩散，降低了涂层/Al2O3膜界面的氧、硫分压，使保护性的Al2O3膜得以持续、缓慢地生长。因此，在900 ℃Na2SO4+K2SO4混合盐中，预氧化涂层的抗热腐蚀性能略优于梯度涂层，并远远优于均匀涂层。 均匀涂层、梯度涂层、预氧化涂层3种试样在700 ℃Na2SO4+K2SO4混合盐中均表现出良好的抗热腐蚀性能。 " |
| 公开日期 | 2013-04-12 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://210.72.142.130/handle/321006/64555]  |
| 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 | 于大千. 梯度NiCrAlY涂层的高温腐蚀行为[D]. 北京. 中国科学院金属研究所. 2012. |
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