题目:Ni3Al基合金IC6AE防护涂层研究
● 摘要
随着航空航天系统的快速发展,对材料的要求也越来越高,Ni3Al基IC6AE合金作为金属间化合物的一种,由于其高熔点、低密度以及优良的高温强度和抗蠕变性能已成为未来高性能涡轮发动机材料的最有力的竞争者之一。但是IC6AE合金由于含Mo量较高,其抗高温氧化性能一般,抗热腐蚀性能较差,因此,发展高温防护涂层技术将成为高温合金应用的主要方向。IC6AE合金将被应用于某先进航空发动机的涡轮叶片,其使用温度可达到1100℃。为了提高其在高温下的使用性能,用涂层加以防护是必要的。本文采用料浆法和粉末包埋渗法分别制备了Al-Si涂层和NiCr-CrAl涂层,测试了涂覆防护涂层后的IC6AE合金的抗氧化性能、抗腐蚀性能以及力学性能(包括室温拉伸和高温持久性能),并与未加涂层的IC6AE合金的空白试样的性能进行了比较。抗氧化试验表明,1050℃氧化100h后的Al-Si涂层的抗氧化性能,甚至比不上IC6AE合金空白试样。NiCr-CrAl涂层的抗氧化性能则较IC6AE合金空白试样的有了大幅度的提高。IC6AE合金由于Mo含量较高,不含Cr等抗腐蚀性能好的元素,因此,其抗腐蚀性能较差。为此,系统研究了上述两种涂层对IC6AE合金试样900℃时抗腐蚀性能的影响。试验结果表明,900℃涂盐(5%NaCl+95%Na2SO4)腐蚀100h后的IC6AE合金抗腐蚀性能很差;涂覆Al-Si涂层后,其抗热腐蚀性能基本上没有改善;涂覆NiCr-CrAl涂层后,其抗热腐蚀性能有了较大幅度的改善。通常来说,合金加了防护涂层后,会对其力学性能有一定影响。为了探索Al-Si涂层和NiCr-CrAl涂层在IC6AE合金上使用的可行性,对IC6AE合金和它的涂层试样的力学性能(包括室温拉伸和高温持久性能)也进行了试验。试验结果表明,IC6AE合金涂覆Al-Si涂层和NiCr-CrAl涂层后,对其力学性能基本上没有什么影响。通过以上试验和分析可以得出如下结论:Al-Si涂层不适用于IC6AE合金,而NiCr-CrAl涂层则适用于IC6AE合金,它能在高温下对其起到很好的防护作用。
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