几种等离子喷涂超合金系涂层在燃气轮机实况和实验室中经受协同高温损伤后的失效分析

为了给在严酷的高温条件下应用的先进的等离子喷涂涂层体系建立起比较合理的性能测评方法,对两种耐热涂层(TBC)体系进行了失效分析,一种是传统的YSZ系统,另一种是开发的CaO-SiO_2-ZrO_2(C_2S-CZ)系统。实验室的试验包括高温氧化试验、热腐蚀试验以及腐蚀应力(蠕变)断裂试验。描述了YSZ和C_2S-CZ涂层系统的剥蚀行为的特征,前一系统对陶瓷表面涂层的剥裂更敏感,这是因为沿着表面涂层与金属的MCrAlY衬底层间界面的优先氧化和(或)腐蚀而造成的;后一系统的表面涂层则更易与熔盐反应而导致成分和结构随着新相层的生成而变化。 根据实验室试验与燃气轮机实际工况下的实验,建立了失效分析模型,讨论了影响TBC系统剥蚀的各种因素中比较重要的一些因素,特别强调了同时考虑应力腐蚀影响的重要性。