镍基高温合金上钯改性铝化物涂层的研究进展

钯改性铝化物涂层能提高铝化物涂层的抗高温氧化和耐热腐蚀性能,Pd元素的加入使NiAl相的高温稳定性更强,并能抑制部分基体合金元素向外扩散.与目前常用的铂改性铝化物涂层相比,钯改性铝化物涂层不会出现脆性相,通过工艺控制涂层中钯的浓度,涂层的力学性能不会受到钯的影响.综述了钯改性铝化物涂层的制备方法、结构、钯元素对涂层性能的影响及可能的形成机理,并展望了钯改性铝化物涂层的未来发展方向.     

钴基高温合金铝化物涂层的高温氧化行为研究

本文采用化学气相沉积的工艺方法在钴基高温合金上制备了铝化物涂层,研究了所得典型铝化物涂层在静态空气中的高温氧化动力学规律。用XRD、SEM、EDS等方法分析了DZ40M铝化物涂层的组织结构及氧化产物的演变变化,DZ40M高温合金扩散型铝化物涂层在1050℃条件下氧化主要生成α-Al2O3保护膜,提高了DZ40M合金的抗氧化性能。经1050℃静态氧化150 h后,大量CoAl相转化为α-Co相,到500 h时CoAl涂层消失殆尽。     

CVD法制备铝化物涂层及其对Inconel 718合金高温持久性能及低周疲劳性能的影响

目前对高温镍基合金上制备铝化物涂层的研究多针对涂层的组织与性能,有关涂层对基体性能的影响研究较少。采用化学气相沉积技术在镍基高温合金Inconel718表面制备了一层铝化物涂层,借用金相显微镜、SEM、XRD及EDS等分析了镀层与基体的相组成、微观形貌及成分,采用650℃高温持久性能试验及455℃试样低周疲劳测试,考察了涂层及基体的持久性能及疲劳性能,并分析了其作用机理。结果表明:所得涂层为双层结构,外层为β-Ni Al相,内层为互扩散区。渗铝处理试样的持久性能相比未处理试样小幅提高。渗铝试样断口形貌从边缘处的脆断逐渐向中心部位的韧断转变,与未渗铝的试样相比,单一铝化物涂层一定程度上降低了金属基体的疲劳性能,从断口形貌来看,基体疲劳裂纹源于膜-基界面,涂层可能有助于基体裂纹的萌生,促进其脆性开裂。     

沉积真空度对铝化物涂层相结构和高温氧化行为的影响

采用化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)工艺,在沉积真空度为150mbar、200mbar和250mbar的条件下分别在镍基单晶高温合金基体上制备了三种铝化物涂层,研究了沉积真空度对铝化物涂层相结构和高温氧化行为的影响。借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等表征方法系统分析了三种铝化物涂层的相结构、显微形貌和化学组成。结果表明：三种沉积态铝化物涂层的相结构均为β-NiAl相,沉积真空度为200mbar的涂层样品还存在Ni_1.04Al_0.96和Ni_1.1Al_0.9双相结构;经1100℃静态氧化后,三种涂层表面均形成了Al₂O₃,β-NiAl相转变为γ′-Ni3Al相,沉积真空度为250mbar的涂层样品中γ′-Ni3Al相的峰强度最低;三种铝化物涂层的氧化增重速率分别为0.037g/(m²·h)、0.022g/(m²·h)和0.018g/(m²     

一种铸造镍基高温合金铝化物涂层的相变

本文对比地研究了三种涂渗工艺——料浆渗铝、料浆渗铝—硅和料浆渗铝—铬的渗态组织和元素分布;铝化物涂层经800℃、850℃、900℃和1050℃长时热暴露过程中的相变。用定量金相标准评价了上述热暴露条件下β相分解的体积百分数、涂层厚度与暴露时间的关系;探讨了于900℃长时持久对β相转变和第二相沉淀的影响。     

GH648合金的热处理适应性

通过对GH648合金在不同热处理后的力学性能及显微组织进行试验研究,获得了GH648合金制零(组)件热处理工艺的可行性评价,从而达到确保零(组)件产品质量的目的。结果表明:GH648合金棒材经950℃渗铝处理、850℃长时除应力处理,板材经1 050℃或950℃短时退火处理,其力学性能均满足规定要求,零(组)件热工艺可行。     

振动助渗制备45钢表面铝化物涂层及其抗高温氧化性能

为降低渗铝温度以细化晶粒和提高45钢表面的抗高温氧化性能,采用振动助渗在其表面制备纳米结构铝化物涂层。采用X射线衍射仪分析涂层的相组成,采用扫描电子显微镜和原子力显微镜观察涂层的微观组织结构,采用能量色散光谱仪分析涂层微区化学成分,采用划痕仪检测涂层与基体的结合强度。结果表明:铝化物涂层主要由η-Fe_2Al_5和少量θ-FeAl_3相组成,且其具有单层、致密及均匀特性。120min振动助渗下形成的铝化物涂层表面呈现出凹坑和丘陵状两种典型纳米结构区域,且距表面越远,涂层的纳米晶越粗大;垂直加载载荷68N时出现噪声信号,涂层开始发生破损;涂层抗氧化试验中的氧化增重量和剥落量仅为未表面涂层处理45钢试样的1/60和1/160,说明铝化物涂层显著增强了45钢表面抗高温氧化的能力。     

元素改性铝化物涂层研究进展

铝化物涂层在高温环境中服役时形成Al₂O₃膜,从而有效地提高了部件的抗高温氧化和耐热腐蚀性能,延长了部件服役寿命,因此其成为燃气轮机热端部件的重要热防护涂层。然而,单一铝化物涂层在服役时易出现富铝态的β-NiAl相向贫铝态的γ-Ni₃Al相的相变,使涂层中的Al含量降低,导致涂层难以持续形成致密Al₂O₃膜。对利用元素改性(如Si、Cr、Co、Pt、Pd和稀土)提高铝化物涂层的抗高温氧化和耐热腐蚀性能进行了概述,指出Pt元素能同时促进Al元素氧化成致密的Al₂O₃膜和提高氧化膜的抗剥落能力,对铝化物涂层的高温性能改性效果最好;基于单元素改性效果,发展了多种元素(二元和三元)共改性铝化物涂层,以Pt与阻碍涂层与基体间元素扩散的元素或抑制相变元素的共同改性能更有效提高铝化物涂层的性能;最后,未来改性铝化物涂层的发展趋势可能是Pt与稀土或其他元素更高元共改性(四元或五元)。     

航空燃气涡轮发动机用涂层

铝化物涂层 采用渗铝工艺对提高抗高温氧化和热腐蚀性能大有好处,所以航空工业曾对大量高压涡轮叶片进行了渗铝。其典型厚度约50μm,铝含量约30％。提高铝含量和增加涂层厚度,可显示涂层在一些用途中的优越性,但是在快速热循环状态下,也会增加开裂的危险。     

航空燃气涡轮发动机用涂层EI

<正> 铝化物涂层 采用渗铝工艺对提高抗高温氧化和热腐蚀性能大有好处,所以航空工业曾对大量高压涡轮叶片进行了渗铝。其典型厚度约50μm,铝含量约30％。提高铝含量和增加涂层厚度,可显示涂层在一些用途中的优越性,但是在快速热循环状态下,也会增加开裂的危险。