氧化时间对NiCoCrAlYTa涂层_镍基高温合金界面显微组织影响.pdf
《氧化时间对NiCoCrAlYTa涂层_镍基高温合金界面显微组织影响.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《氧化时间对NiCoCrAlYTa涂层_镍基高温合金界面显微组织影响.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 15 卷 第 1 期 热 喷 涂 技 术 Vol.15,No.12023 年 3 月 Thermal Spray Technology Mar.,2023氧化时间对 NiCoCrAlYTa 涂层/镍基高温合金界面显微组织影响刘若愚1,李军2,苗小锋1,姬小兰1,唐湘林2,汪云程1,覃春媛1(1.中国航发南方工业有限公司,株洲 412000;2.陆军装备部驻株洲地区航空军事代表室,株洲 412000)摘要:采用真空等离子喷涂技术在 DD407 合金和 DD6 合金上制备了 NiCoCrAlYTa 涂层。通过 SEM、EDS 等方法研究了 900 不同氧化时间下经热处理后 NiCoCrAlYT
2、a 涂层/DD407 合金和 NiCoCrAlYTa 涂层/DD6 合金的界面组织。结果表明,随着氧化时间延长,NiCoCrAlYTa 涂层/DD407 合金界面扩散层组织析出 相,相形状发生明显变化,并且界面扩散层厚度缓慢增加,扩散系数为 13.32 m/h;随着氧化时间延长,NiCoCrAlYTa 涂层/DD6 合金界面扩散层析出 TCP 相(相和 相),TCP 相形状未发生明显变化,并且界面扩散层厚度缓慢增加,扩散系数为 3.85 m/h。关键词:NiCoCrAlYTa;DD6;DD407;氧化时间;界面组织中图分类号:TG174.4 文献标识码:A 文章编号:1674-7127(202
3、3)01-0005-7 DOI 10.3969/j.issn.1674-7127.2023.01-005Effect of Oxidation Duration on Interface Microstructure of NiCoCrAlYTa Coating on Nickel based SuperalloyLiu Ruoyu1,Li Jun2,Miao Xiaofeng1,Ji Xiaolan1,Tang Xianglin2,Wang Yuncheng1,Qin Chunyuan1(1.Aecc South Industry Co.,Ltd.,Zhuzhou 412000;2.Avia
4、tion Military Representative Office of the Army Equipment Department in Zhuzhou,Zhuzhou 412000)Abstract:NiCoCrAlYTa coating was prepared on DD407 alloy and DD6 alloy by vacuum plasma spraying technology.At different oxidation duration,the microstructure of the interface of NiCoCrAlYTa coating/DD407
5、alloy and NiCoCrAlYTa coating/DD6 alloy in 900 were studied by SEM、EDS and other methods.The results showed that with the increased of oxidation duration,phase was precipitated at the interface of NiCoCrAlYTa coating/DD407 alloy,and the shape of phase changed significantly,the thickness of the inter
6、face diffusion layer increased slowly.The diffusion coefficient of the diffusion layer of was 1.051 m/h.While,with the increase of oxidation duration,TCP phases(phase and phase)was precipitated at the interface of NiCoCrAlYTa coating/DD6 alloy,and there was no significant changed about the shape,the
7、 thickness of the interface diffusion layer increased slowly and the diffusion coefficient of the diffusion layer was 1.15 m/h.Keywords:NiCoCrAlYTa;DD6;DD407;Oxidation duration;Interface microstructure第一作者:刘若愚(1993-),男,工程师,博士,E-mail:。第 1 期 39 表 1 材料的主要化学成分(wt.%)Table 1 Main chemical composition of m
8、atererials(wt.%)样品CoCrAlYTaMoFeWTiNiNiCoCrAlYTa23208.50.64-Bal.DD4075.006.007.808.305.806.10-2.102.400.204.805.201.802.20Bal.DD694.35.7-7.22-8-Bal.0 引言MCrAlY(M=Ni,Co)涂层由于其优良的抗高温腐蚀性能,同时具备较好的机械性能、对基体合金机械性能影响较小、厚度易控制等特点,被广泛应用于航空航天发动机、地面燃气轮机等1,2。真空等离子喷涂技术作为 NiCoCrAlYTa 涂层主要制备工艺,所制涂层具备组织致密、孔隙率低、表面粗糙度低、氧含
9、量低等优点3。某型航空发动机热端部件采用真空等离子喷涂技术在镍基高温合金表面制备 NiCoCrAlYTa 涂层,其中 NiCoCrAlYTa涂层起到高温防护作用,避免镍基高温合金发生氧化失效。镍基高温合金热端部件为航空发动机重要零件,其考核时间为 2000 h,服役温度为7001100。为实现热端部件长期稳定服役,有必要开展 NiCoCrAlYTa 涂层/镍基高温合金相关高温研究。大量学者研究了带 NiCoCrAlYTa 涂层的镍基高温合金高温组织和抗高温氧化性能。梁兴华4等人研究了 900,175 h 氧化后 NiCoCrAlYTa涂层/镍基高温合金界面组织,发现未经热处理工艺的涂层与基体之
10、间仍存在微孔。郭东海5等人研究了 1000,500 h 氧化后 NiCoCrAlYTa 涂层/镍基高温合金界面组织,发现涂层/基体界面处形成了明显的扩散层,并富集了大量含 Ta 的金属间化合物。李佩6等人研究了 1100,100 h氧化后NiCoCrAlYTa涂层/DD6合金的界面情况,发现界面形成了富含 W、Re 等重金属元素的片状 TCP 相。梁兴华7等人对 NiCoCrAlYTa 涂层/镍基单晶进行热处理,并研究了热处理后涂层/镍基单晶界面组织和抗高温氧化性,发现经 1080,6 h 真空固溶热处理后,界面扩散带出现胞状再结晶组织,再通过 850,24 h 时效氧化处理后,胞状晶长大,厚
11、度约 45 m。目前研究主要集中在短时间氧化,无法直接反映出经 2000 h长试考核后热端部件的性能,故研究长期氧化后NiCoCrAlYTa 涂层/镍基高温合金状态界面组织有重要意义。热端部件材料常为DD407合金和DD6合金,为模拟热端部件高温长期氧化情况,本文采用真空等离子喷涂(VPS)技术在 DD407 和 DD6 镍基单晶高温合金上制备 NiCoCrAlYTa 涂层,研究2200 h长时间氧化对涂层/基体界面组织的影响,并分析界面处扩散层的变化。1 实验材料及方法1.1 实验材料实验基材为 DD407 和 DD6 镍基单晶高温合金,主要化学成分如表 1 所示。所用涂层材料为 NiCoC
12、rAlYTa 粉末(Metco 公司,牌号 Amdry 997),主要化学成分如表 1 所示,粒径 545 m,粉末离子呈规则的球形。1.2 喷涂设备及工艺参数喷涂前,先对基材进行超声波清洗,清除氧化物及其他杂物,再用 20 目 35 目白刚玉对待喷涂表面进行喷砂处理,最后用压缩空气清除待喷涂表面可能吸附的砂粒。然后采用真空等离子喷涂设备(Metco 公司,型号 ChamPro VPS)在DD407 和 DD6 试样上制备 NiCoCrAlYTa 涂层。喷涂工艺参数如表 2 所列,NiCoCrAlYTa 涂层在DD407 和 DD6 基材表面厚度为 3060 m。氧化时间对 NiCoCrAlY
13、Ta 涂层/镍基高温合金界面显微组织影响 40 热 喷 涂 技 术 15 卷表 2 喷涂参数Table 2 Parameters of spraying喷涂参数电流(A)氩气流量(L/min)氢气流量(L/min)喷距(mm)真空度(mbar)送粉速率(mg/min)数值7007204245711260270708026341.3 测试及表征为提高涂层与基体结合强度和消除喷涂产生的热应力,喷涂涂层后对 DD407 和 DD6 合金进行热处理,热处理选用真空热处理炉(VAF-150),带涂层 DD407 合金试样热处理工艺为 1080,6 h 空冷+870,20 h 空冷,带涂层 DD6 合金试
14、样热处理工艺为 870 6 h 空冷。热处理后将DD407 合金和 DD6 合金试样用线切割机切成 2 cm2 cm2 cm 氧化试样,然后放置在马弗炉中进行氧化试验,氧化温度为 900 20,氧化时间为 200 h、300 h、400 h、500 h、600 h、700 h、800 h、900 h、1000 h、1500 h、2000 h、2200 h。氧化测试后,将氧化试样进行镶样、研磨,然后选用化学腐蚀液(HNO3:HF:甘油=1:2:3)进行化学腐蚀抛光,以观察涂层组织,然后采用配备 EDX 的扫描电镜(美国,Thermo Fisher Scientific,Apreo S)分析试样的
15、组织和物相组成。2 结果与讨论2.1 涂层/DD407 合金界面组织形貌图 1 为带 NiCoCrAlYTa 涂层的 DD407 合金经不同时间氧化处理后界面组织形貌图。从图中可知,氧化0 h时,扩散层未析出相,氧化200 h时,扩散层析出无规则小颗粒 相,随着氧化时间的增加,相在形貌方面发生了如下的转变:无规则的小颗粒长条状颗粒有规则颗粒块状大颗粒长条状大颗粒规则的方形颗粒。综上所述,随着氧化时间增加,相形状发生明显变化,在 900 长期氧化下,NiCoCrAlYTa 涂层/DD407合金界面组织不稳定。50m20m20m20m20m20m(a)(d)(b)(e)(c)(f)第 1 期 41
16、 图 1 不同氧化时间后 NiCoCrAlYTa 涂层/DD407 界面显微组织:(a)0 h;(b)200 h;(c)300 h;(d)400 h;(e)600 h;(f)700 h;(g)800 h;(h)900 h;(i)1000 h;(j)1500 h;(k)2000 h;(l)2200 hFig.1 Interface Microstructure of NiCoCrAlYTa coating/DD407 at different oxidation duration:(a)0 h;(b)200 h;(c)300 h;(d)400 h;(e)600 h;(f)700 h;(g)800
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 氧化 时间 NiCoCrAlYTa 涂层 高温 合金 界面 显微 组织 影响
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。