Ni-20Al 丝材制备及涂层微结构特征研究

开发了三种不同结构的 Ni-20Al 丝材, 对其火焰喷涂工艺性和涂层微结构特征等进行分析, 并与商用 Metco 405NS 丝材及所制备的涂层进行了对比。 结果表明, 丝材结构影响了火焰加热时热量由丝材表面向芯部的 传导, 导致丝材熔化状态产生显著差异, 进而决定了喷涂焰流的稳定性以及相关涂层组织的均匀性。 其中, 采用 轧制拉拔包丝技术制备的 Ni-20Al 丝材, 呈现出优异的喷涂工艺稳定性, 所制备的涂层组织均匀, 平均显微硬度 和结合强度分别可达 348.3 HV0.05、 62 MPa, 与 405NS 丝材制备涂层性能基本一致, 具备了较好的应用潜力。     

Si 元素对 CoCrAlY 涂层组织及性能的影响

在GH907基体上制备了三种不同Si含量的CoCrAlY合金涂层,对800℃涂层耐75%Na_2SO_4+25%NaCl熔盐腐蚀性能进行了测试分析,研究了1050℃下,Si元素对涂层抗氧化性能的影响,测定了不同Si含量涂层的抗热震性能。对实验条件下涂层的氧化产物、腐蚀产物及显微形貌进行了测定分析。研究结果表明:Si元素在高温下通过促使涂层表面Al_2O_3膜的形成提高涂层抗高温氧化及抗热盐腐蚀性能,但是过高的Si含量使涂层表面氧化膜破裂,使抗高温氧化性能下降。     

Ta 含量对 MCrAlY 抗氧化性的影响

相影响着MCrAlY涂层的抗氧化性,改善涂层中β相含量可以通过添加特定元素实现。Ta被认为是可以用来改善涂层抗氧化性的重要元素之一。本研究模拟考察了不同Ta含量对MCrAlY涂层相组分的影响,并在此基础上,开展了1000℃恒温氧化实验。研究结果表明,随着Ta含量的增加,涂层的贫铝区厚度减小,剩余的β含量增加,其分布也更靠近涂层表面;但较高的Ta含量加剧了Ta元素在涂层中的偏析。综合考虑,3%Ta含量的MCrAlY涂层抗氧化性最好。另外,本文还着重研究了优选Ta含量的MCrAlY的氧化过程。     

氧化时间对 NiCoCrAlYTa 涂层 / 镍基高温合金界面 显微组织影响

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 NiCoCrAlYTa 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 σ 相, σ 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 μm/h; 随着氧化时间延长, NiCoCrAlYTa 涂层 /DD6 合金界面扩散层析出 TCP 相（σ 相和 μ 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 μm/h。     

底层对封严篦齿耐磨涂层抗热震性能的影响

采用大气等离子喷涂工艺在 GH4169 镍基高温合金基体上喷涂 NiAl/Al2O3 金属陶瓷粉体, 涂层沉积厚度均 在 240 μm 左右。 采用扫描电子显微镜和 X 射线衍射仪对粉体和涂层的微观形貌、 孔隙率以及物相进行了表征; 采用洛氏硬度计和电子万能试验机分别对涂层的硬度和结合强度进行了测试; 采用水冷热震的方式对有镍包铝打 底层和无打底层的 NiAl/Al2O3 面层进行了 650 ℃高温抗热震试验。 结果表明, 在无打底层的情况下, 面层经历 19 次循环热震后, 涂层就会发生大面积脱落和表面裂纹的产生, 涂层达到失效状态; 在采取铝包镍粉体打底的 情况下, 涂层的抗热震性能明显提升, 面层经历 50 次循环热震后仅仅边缘发生轻微脱落, 涂层未发生失效。