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相似文献
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1.
铂改性铝化物涂层的热生长层内应力研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
研究了镍基高温合金热障涂层系统中铂改性铝化物粘结层在空气中非连续高温氧化生成的Al2O3层内应力状态及相应的粘结层微观结构。利用Raman光激发荧光谱技术,发现铂铝粘结层在900℃氧化初期生成了θ-和α-Al2O3,而在1100℃氧化时,表面则形成连续致密的α-Al2O3层。通过α-Al2O3的光激发荧光谱偏移量,计算得到了热障涂层中热生长层的内压应力略高于3.0GPa。铂改性铝化物涂层表面Al2O3"背脊"处的内应力相对较低,同时由于没有陶瓷层的压制,生成的Al2O3起伏较大,并发生局部的Al2O3脱落。随氧化时间延长,由于Al元素沿晶界扩散较快,导致更多的γ′-Ni3Al在粘结层晶界处形成,粘结层中基本相β-NiAl向γ′-Ni3Al转变,改变了粘结层本身的热膨胀系数,引起热生长层中内应力变化。  相似文献   

2.
爆炸喷涂NiCrAlTaY涂层的微观组织分析   总被引:3,自引:0,他引:3  
采用爆炸喷涂工艺在单晶镍基高温合金上制备NiCrAlTaY抗氧化防护涂层。借助XRD,SEM和EDS等技术对涂层的组织结构、表面硬度与粘结强度进行分析。结果显示:涂层由γ-Ni,γ′-Ni3Al,β-NiAl和喷涂过程中的氧化产物α-Al2O3组成。涂层呈典型的扁片层状结构,片层中存在柱状晶组织,层与层之间结合紧密,α-Al2O3夹在片层间。涂层内的孔洞残留有空气。涂层的显微硬度大,涂层/基体界面咬合紧密,结合力强。  相似文献   

3.
采用超音速微粒轰击(SFPB)技术细化处理高速氧燃料喷涂法(HVOF)喷涂的粘结层,结果表明粘结层主要由γ'-Ni3Al相和γ-Ni相组成.高温氧化2 h,粘结层表面首先生成亚稳态的γ-Al2O3和稳态的α-Al2O3,且在Al2O3之间有少量NiO、Co3O4和尖晶石.亚稳γ-Al2O3和尖晶石倾向于借助β-(Ni,...  相似文献   

4.
用HVOF(CoNiCrAlY)+SFPB+APS(8YSZ)制备热障涂层,经1000℃高温氧化2,26,310h后,用EDS和拉曼荧光光谱对涂层进行分析。高温氧化2h,首先生成的是γ-Al2O3,此后,γ-Al2O3向α-Al2O3转化。拉曼荧光光谱检测和理论计算表明,高温氧化过程中,TGO中的微观热生长残余应力先增加后降低,310h高温氧化后微观热生长残余应力比26h高温氧化后的低0.476GPa。SFPB技术使粘结层表层区域产生扩散通道,高温氧化的瞬态阶段,大量比Al3+半径大的其它离子通过此扩散通道,抑制了γ→θ→α的相变。最终形成了以α-Al2O3为主相的TGO抗高温氧化层。  相似文献   

5.
应用微弧火花沉积工艺(ESD)制备了3种不同Al含量(5%,8%,12%)的MCrAlY涂层,并采用SEM和XRD比较研究了显微组织和高温氧化行为。结果表明:随Al含量的增加,涂层的相组成由γ-Ni固溶体变成γ-Ni+β-Ni Al亚共晶,再变成γ-Ni+β-Ni Al过共晶,而相应的凝固组织也由胞状结构团簇变成胞状枝晶再变成带有二次枝晶臂的粗大枝晶。当暴露在1000°C下时,Al含量越高,涂层形成θ-Al2O3的趋势越明显。当氧化时间达到100 h后,所有涂层表面都生成致密且结合良好的α-Al_2O_3氧化层,但当Al含量升高,α-Al_2O_3氧化层厚度和残余θ-Al_2O_3含量都随之增加。  相似文献   

6.
通过包埋Al-Hf共渗在高温合金DZ417G表面制备出Pt+Hf共同改性的γ-Ni+γ′-Ni3Al涂层。Al-Hf共渗过程中,Hf含量不同,涂层表面形成的相结构也不同。当渗剂中Hf含量为2%时(质量分数,下同),涂层呈γ-Ni+γ′-Ni3Al结构;渗剂中Hf含量为6%时,涂层相结构为?-NiAl+Al16Hf6Ni7;而当Hf含量达到12%时,涂层相结构为Al16Hf6Ni7。随着后续热处理的进行,β-NiAl+Al16Hf6Ni7涂层的相结构转变为γ-Ni+γ′-Ni3Al;Al16Hf6Ni7涂层转变为γ-Ni+γ′-Ni3Al+Al3HfNi12结构。1100℃的等温氧化实验表明,经过10 h氧化,高温合金基体表面已经出现了脱落;而渗剂中Hf含量为2%时形成的Pt+Hf改性的γ-Ni+γ′-Ni3Al涂层经过30 h氧化后,其表面依然完整。与单纯的Pt改性的γ-Ni+γ′-Ni3Al涂层相比,Pt+Hf共同改性的γ-Ni+γ′-Ni3Al涂层由于适量活性元素Hf的加入,其抗氧化性能得到了提高。  相似文献   

7.
戚哮啸  王伟  王莉莉 《表面技术》2016,45(4):149-155
目的 分析研究Ni基合金与粘结层之间的扩散和界面反应规律,以及其对热障涂层的抗高温氧化性能和工作寿命的影响.方法 采用电泳共沉积、真空致密化处理,在K17镍基高温合金表面制备NiCoCrAlY粘结涂层,并进行1000℃×100 h抗高温氧化实验,采用XRD、SEM、EDS分析NiCoCrAlY粘结涂层在高温氧化过程中合金元素的扩散规律.结果 高温氧化动力学曲线表明,氧化100 h制备的NiCoCrAlY粘结涂层的氧化速率为17.2134 mg/cm2,远低于K17镍基高温合金的.Ni由涂层向基体内扩散,Cr和Co向外扩散,Al向界面处扩散.电泳沉积制备的NiCoCrAlY粘结层经真空致密化处理后,涂层均匀、致密,粘结层主要由Ni3 Al、Al3 Y5 O12、Cr23 C6以及α-Al2 O3等组成.结论 NiCoCrAlY粘结涂层的抗高温氧化性高于K17镍基高温合金,在高温氧化过程中,α-Al2 O3氧化膜提高了NiCoCrAlY粘结涂层的高温抗氧化性.Ti主要来自基体的缺陷中,随着高温氧化作用,获得了由基体向外扩散所需要的能量,并且同时与氧反应生成TiO,TiO容易在粘结层表面形成泡状物质,Ti的扩散对粘结层的致密度与均匀度造成一定的影响.  相似文献   

8.
采用超音速等离子弧喷涂设备在35Cr Mo钢基体上制备了Zr O_2/Co Ni Cr Al Y热障涂层,并将涂层加热到1 150℃进行氧化试验。利用扫描电子显微镜和X射线衍射方法对涂层的组织结构和相组成进行了分析,并对元素扩散情况进行研究。结果表明,涂层组织致密,界面结合良好,无剥落;粘结层表面存在少量尖角和钩状突出颗粒。热障涂层经过1 150℃加热后,在粘结层与陶瓷层的界面处出现少量深颜色的热生长氧化物(thermally grown oxide,简称TGO);随着氧化时间的延长,TGO层厚度明显增加并且开始连续。通过对Zr O_2-8Y2O3/Co Ni Cr Al Y界面扫描发现,该处Al元素出现了的富集峰,而Cr和Ni元素的含量远小于金属黏结层中含量,并且Cr和Ni元素的变化趋势为沿界面呈梯度下降,TGO层由亚稳态的θ-Al2O3逐渐转变为稳定态的α-Al2O3,有效地提高了涂层的抗高温氧化性能。  相似文献   

9.
通过对Ni-Cr2O3复合镀层620℃部分渗铝制备了δ-Ni2Al3-Cr2O3/Ni-Cr2O3涂层体系。Cr2O3颗粒在渗铝的过程中和Al反应生成更为稳定的Al2O3。1000℃恒温氧化20 h后发现,铝化物涂层和复合镀层内掺杂的Cr2O3颗粒完全转化为Al2O3,并在铝化物涂层/Ni镀层界面自发形成了一层Al2O3富集层,该富集层起扩散障作用,阻碍铝化物涂层因互扩散所致的退化。  相似文献   

10.
在传统的热障涂层(TBCs)制备工艺的基础上,在制备热障涂层陶瓷层前,采用超音速微粒轰击技术(SFPB)改变粘结层的表面状态。采用 X 射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和微区 Cr3+荧光光谱研究粘结层的表面结构及其 1000 °C时的高温氧化相变。粘结层表面位错密度大幅度增加,形成了大量的原子扩散通道;在高温氧化初期,粘结层中 Al 原子扩散速度的增快保证了优先形成一层稳定的α-Al2O3相;在高温氧化瞬态阶段,大量 Cr3+通过 SFPB 产生的扩散通道,形成过渡相(Al0.9Cr0.1)2O3,该过渡相间接促进了γ→θ→α相变。在高温氧化初期,热障涂层 TGO 中的残余应力先急剧增大然后减小;与高温氧化26 h 的 0.93 GPa 相比,高温氧化 310 h 的残余应力降低至 0.63 GPa。在热障涂层的 TGO 层中获得了单一、连续、致密的具有抗高温氧化能力的主相α-Al2O3,这利于进一步延长其使用寿命。  相似文献   

11.
Pt-, Pd-, and Pt/Pd-modified aluminide coatings were prepared on Inconel 738LC by pack aluminizing at 1034 °C. During pack aluminizing, Pt-modified aluminide coating formed a two-phase β-NiAl + PtAl2 layer and a β-NiAl layer on an interdiffusion zone, whereas Pd- and Pt/Pd-modified aluminide coatings formed only the thicker β-NiAl layer. However, Pd-modified aluminide coating had many pores. During cyclic oxidation, Pt/Pd-modified aluminide coating had a surface that was less rumpled than that of Pt-modified aluminide coating due to its thicker thickness. Pt/Pd-modified aluminide coating had a 22% greater Al-uptake than Pt-modified aluminide coating. Cyclic oxidation tests at 1150 °C showed that Pt/Pd-modified aluminide coating had the best cyclic oxidation resistance. After the cyclic oxidation, an additional γ-Ni phase was seen beneath the outermost alumina scale on the the γ′-Ni3Al phase in Pt/Pd-modified aluminide coating. The γ-Ni phase, which had a higher Cr content, increased the adhesion and stability of the alumina.  相似文献   

12.
铂铝涂层高温氧化的影响因素研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
研究比较沉积热障涂层和无热障涂层的镍基高温合金铂改性铝化物涂层在900,1000和1100℃空气中高温氧化生成的氧化铝层表面形态和断面结构。发现低铂含量涂层氧化初期热生长层(TGO)表面有放射状裂纹形成和长大,造成氧化铝的局部脱落,并在TGO与铂铝涂层界面形成空洞。涂层900℃循环氧化300h后TGO内部均形成空洞。而在1100℃氧化时,TBC陶瓷层的存在改变了两种铂铝涂层TGO的内应力变化趋势,升高温度使TGO厚度迅速增大,涂层寿命迅速下降。  相似文献   

13.
LY12铝合金微弧氧化涂层组织结构对基体疲劳性能的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
在硅酸盐体系电解液中于铝合金表面制备出不同厚度的微弧氧化涂层,研究涂层厚度对基体疲劳寿命的影响,并揭示疲劳损伤机制.采用XRD、SEM、EDS等分析手段分析涂层的物相与组织结构.用810 Material Test System 疲劳试验机评价涂层试样的疲劳寿命.结果表明,铝合金微弧氧化涂层主要由γ-Al_2O_3和a-Al_2O_3组成,涂层内层致密,表面多微孔.随氧化时间延长,涂层厚度增大,但表面粗糙度增加.疲劳测试结果表明,微弧氧化涂层会降低基底铝合金的疲劳寿命,涂层厚度增加,疲劳寿命下降显著.相对于基体铝合金,涂层厚度为10,18,30 mm的试样,疲劳寿命分别下降了4.4%,8.5%,32.2%.疲劳断口分析认为,涂层局部过度长入基体产生缺陷部位,在循环载荷作用下,容易产生应力集中,从而萌生疲劳源,使铝合金的疲劳寿命下降.  相似文献   

14.
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理CASTEP计算程序,研究Al_2O_3的能带结构和光学函数.结果表明,α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3的能带结构形状相似,γ-Al_2O_3的高对称性使得费米面向高能级方向移动,进入导带;对于较常见的几种波长激光,α-Al_2O_3的介电函数虚部均为0,实部随着激光波长增大而减小;γ-Al_2O_3的介电函数虚部、实部随着激光波长增大而增大.γ-Al_2O_3的介电函数虚部、实部和反射率均高于α-Al_2O_3,在激光波长为10.6 ìm时反射率最高,达到40.1%,为α-Al_2O_3的7倍.  相似文献   

15.
NiAl-based bond coatings for thermal barrier coating (TBC) systems containing varying amounts of Ru and Pt have been investigated. The addition of Ru to bulk NiAl has shown substantial increases in the creep strength of these aluminide materials, while Pt-modifications are known to improve the oxidation resistance of NiAl. The oxidation and interdiffusion behavior of these hybrid Ru/Pt bond coat systems are compared to conventional Pt-modified aluminide bond coats. The Ru/Pt-modified aluminide bond coats demonstrate cyclic oxidation lives comparable to those of Pt-modified aluminide bond coatings. These hybrid Ru/Pt-modified bond coats exhibit better creep properties than traditional Pt-modified coatings and suppress the rumpling mechanism typically responsible for the spallation of TBC from Ni(Pt)Al bond coatings. The evolution of coating microstructures at various stages of cyclic life was studied, and phase equilibria issues relevant to the fabrication and oxidation behavior of these multilayer systems are discussed.  相似文献   

16.
采用电化学方法并结合各种物相分析技术研究了Ti_3Al金属间化合物在熔融(Na,K)_2SO_4-NaCl中的热腐蚀行为及渗铝涂层对其耐蚀性能的影响。结果表明,Ti_3Al耐热腐蚀性能较差。形成了外层为TiO_2,中间层为富铝的TiO_2-Al_2O_3复合层,内层为富铌的Nb_2O_5-TiO_2-Al_2O_3层的三层结构。渗铝涂层能在合金表面形成Al_2O_3氧化膜而明显改善Ti_3Al的耐蚀性能。  相似文献   

17.
IN738合金上铂铝涂层的高温氧化   总被引:6,自引:0,他引:6  
研究了IN738镍基高温合金的铂改性渗铝涂层在1100℃空气中的氧化行为,铂的存在,通过阻止合金元素穿过Al2O3膜向外扩散,改善Al2O3膜与基体的结合力,抑制γ′-NiAl相的形成,推迟涂层的高温退化,同时讨论铂的作用机制。  相似文献   

18.
Prior to practical service, hot-section components (e.g. airfoils and vanes) of a gas turbine engine are necessarily coated by a protective metallic coating (such as aluminidi diffusion coating, modified aluminide coating and MCrAlY overlay etc.) to resist high temperature oxidation and hot corrosion. Among the modified aluminide coatings, the coating with Pt-modification has attracted great attention and is widely used in applications requiring high reliability and extended service life since it possesses superior oxidation/corrosion resistance at high temperature. The presence of Pt in aluminide coating is favorable for increasing bonding strength of oxide scale, enlarging phase region of beta 3-NiAI and confining detrimental effect of sulphur etc. Although Pt-modification has exhibited visible benefits for acquiring better high-temperature performance, it is far from satisfaction to develop an ideal aluminide diffusion coating. Reactive elements such as Y, Hf, Zr or their oxides have been employed to modify the nickel aluminide coating system, with an aim to further improve scale adhesion and promote exclusive formation of alpha-Al2O3 simultaneously. In this work, a Zr-doped PtAl2+(Ni, Pt)Al dual-phase aluminide coating was prepared on a Ni-based single crystal superalloy by co-deposition of Pt-Zr through electroplating and sub-sequent aluminization treatments The coating was mainly composed of three layers: the outmost layer consisted of double phases with PtAl2 particles dispersed in beta-(Ni, Pt)Al domain, while the interlayer comprised beta-(Ni, Pt)Al with small amount of Cr-precipitates, and the bottom layer was an inter-diffusion zone (IDZ). Zirconium was mainly distributed inside beta-(Ni, Pt)Al solid solution in both the outmost layer and the interlayer. Compared with normal PtAl2+(Ni, Pt)Al dual-phase coating, the hot corrosion behavior of the Zr-doped PtAl2 + (Ni, Pt)Al coating was assessed in a salt mixture of Na2SO4/NaCI (75:25, mass ratio) at 850 degrees C in static air. The results indicated that the Zr-doped PtAl2+(Ni, Pt)Al dual-phase coating exhibited superior hot corrosion resistance since Zr was confirmed able to capture and fix S and CI to diminish their detrimental effects. Meanwhile, a pre-oxidation treatment did not effectively improve the overall hot corrosion resistance of normal PtAl2+(Ni, Pt)Al coating because the thin alumina scale formed during pre-oxidation was unable to prohibit the sustained inward-invasion of the mixed salt.  相似文献   

19.
电解液中Ce(NO_3)_3含量对ZAlSi12合金微弧氧化层特性的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
研究Na2SiO3-NaOH体系电解液中Ce(NO3)3含量在0~0.20g/L范围内变化时对ZAlSi12合金表面微弧氧化陶瓷层组织和厚度的影响。采用SEM、XRD分析微弧氧化处理后陶瓷层的表面形貌和相组成。结果表明:随着Ce(NO3)3含量增加,陶瓷氧化层厚度逐渐增大,电解液中Ce(NO3)3加入量0.15g/L时可获得最大厚度为170μm的陶瓷层;电解液中加入Ce(NO3)3后,膜层仍主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成,但α-Al2O3相的相对含量增加。  相似文献   

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