镍基合金上Pt-Al涂层的高温氧化行为研究
材料科学高温合金的耐腐蚀表面处理
材料科学高温合金的耐腐蚀表面处理
高温合金是一种重要的材料,广泛应用于航空、航天、能源等领域。然而,高温下的腐蚀问题一直是其面临的挑战之一。为了提高高温合金的耐腐蚀性能,人们通过表面处理技术来改善其表面性能。本文将介绍几种常见的高温合金耐腐蚀表面处理方法。
一、热浸镀方法
热浸镀是一种常用的高温合金耐腐蚀表面处理方法。它通过在高温合金表面形成一层覆盖层,提高其耐蚀性。常见的热浸镀材料有镍、铝、锌等。其中,镍能够形成一层坚固的覆盖层,有效地提高高温合金的耐腐蚀性能。
二、氧化处理方法
氧化处理是一种常见的高温合金表面处理方法。该方法通过在高温下将高温合金暴露在氧化气体中,形成一层氧化膜,提高其耐蚀性。常见的氧化处理方法有热氧化、化学氧化等。例如,氧化铝膜可以形成在高温合金表面,提供了一层有效的保护层。
三、电化学方法
电化学方法是一种较为先进的高温合金耐蚀表面处理方法。它利用电流通过高温合金与电解质之间形成的电化学反应,改善其表面性能。常见的电化学方法有阳极氧化、阳极电镀等。这些电化学方法能够在高温合金表面形成一层致密的氧化层或金属覆盖层,提高其耐腐蚀性能。 四、表面涂层方法
表面涂层是一种常见的高温合金耐蚀表面处理方法。它通过在高温合金表面涂覆一层具有耐腐蚀性能的涂层来改善其耐蚀性。常见的表面涂层材料有钛、碳化钨等。这些涂层能够形成一层致密的保护层,有效地减少高温合金的腐蚀损害。
综上所述,高温合金的耐腐蚀表面处理是提高其性能的重要方法。通过热浸镀、氧化处理、电化学方法和表面涂层等技术,可以有效地提高高温合金在高温腐蚀环境下的耐蚀性能。随着科学技术的不断发展,相信高温合金的耐腐蚀表面处理技术将进一步完善,为高温合金的应用提供更加可靠的保障。
NiAl金属间化合物的研究概述
Ni A l 金属间化合物的研究概述
侯世香,刘东雨,刘宗德,马一民
(华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室,北京 102206
摘要:综述了N i A l 金属间化合物的力学性能、合金化以及提高强韧性的方法,并对N i A l 合金的制备方法作了介绍,特别是利用电热爆炸超高速定向喷涂技术可原位生成亚微米晶N i A l 金属间化合物及金属间化合物复合涂层。
关键词:N i A l 金属间化合物;力学性能;制备技术;合金化;亚微米晶涂层中图分类号:TG14612 文献标识码:A 文章编号:025426051(20070720060205
Research O verv i ew of N i A l I n term et a lli c Co m pound
HOU Shi 2xiang,L I U Dong 2yu,L I U Z ong 2de,MA Yi 2m in
(Key Laborat ory of Conditi on Monit oring and Contr ol f or Power Plant Equi
pment ofM inistry of Educati on,
North China Electric Power University,Beijing 102206,China
Abstract:The mechanical perf or mance,all oying of N i A l inter metallic compound
and methods f or i m p r oving the combina 2ti on of strength and t oughnesswere
summarized es pecially f or the electric 2ther mal exp l osi on directi onal s p raying
211241043_超音速火焰喷涂NiCoCrAlY
第52卷 第5期 表面技术
2023年5月 SURFACE TECHNOLOGY ·413·
收稿日期:2022–04–29;修订日期:2022–09–16
Received:2022-04-29;Revised:2022-09-16
基金项目:河北省科技计划项目(17211028);河北省高等学校教育科学研究项目(Z2017054);唐山市科技计划项目(21130225c)
Fund:Science and Technology Plans of Hebei Provence (17211028); Science and Technology Research Project of Hebei Higher Education
(Z2017054); Science and Technology Plans of Tangshan (21130225c)
作者简介:曹玉霞(1980—),女,博士,教授,主要研究方向为涂层材料。
Biography:CAO Yu-xia (1980-), Female, Doctor, Professor, Research focus: coating materials.
引文格式:曹玉霞, 孙景卫, 周海静, 等. 超音速火焰喷涂NiCoCrAlY/Al
2O
3-10%B
4C涂层的制备及抗氧化性能研究[J]. 表面技术, 2023,
52(5): 413-419.
CAO Yu-xia, SUN Jing-wei, ZHOU Hai-jing, et al. Preparation and Oxidation Properties of HVOF Sprayed NiCoCrAlY/Al
2O
3-10%B
4C
Coatings[J]. Surface Technology, 2023, 52(5): 413-419.
超音速火焰喷涂NiCoCrAlY/Al
不同温度下镍基单晶高温合金的低周疲劳性能
技术改造
—308—
不同温度下镍基单晶高温合金的低周疲劳性能
薛庆增
(海装沈阳局驻沈阳地区某军事代表室,辽宁 沈阳 110043)
摘 要:镍基单晶高温合金由于具有优异的耐高温、抗热腐蚀和高温蠕变性能,广泛应用于生产航空发动机转子叶片、燃气轮机叶
片等重要部件。研究了Ni-Cr-Co-Mo-W-Ta-Nb-Re-Al-Hf-C系镍基单晶高温合金在不同温度(800,980℃)下的低
周疲劳性能。
关键词:镍基单晶高温合金;低周疲劳性能;疲劳寿命;温度
镍基单晶高温合金因具有非常优异的综合性能而成为先进航
空发动机涡轮工作叶片和导向叶片的关键材料。涡轮叶片作为航
空发动机中的关键热端部件,服役时不同位置的温度差别较大,
存在极其复杂的温度场,承受较大的热应力,同时还承受高离心
力和高温交变载荷作用,因此常发生应变控制的低周疲劳失效。
为此,对一种Ni-Cr-Co-Mo-W-Ta-Nb-Re-Al-Hf-C系单晶高温合
金在800,980℃下的低周疲劳性能进行了研究,拟为单晶高温合金
的工程应用提供参考。
1试样制备与试验方法
在水冷型高温梯度真空感应单晶炉中制备Ni-Cr-Co-Mo-W
-Ta-Nb-Re-Al-Hf-C系单晶高温合金棒,采用X射线极图法测得
合金的晶体取向为[001]取向,取向偏离角度保持在10°以内。采
用箱式电阻热处理炉对合金进行热处理,热处理工艺为1290℃×
1h+1300℃×2h+1315℃×2h+1330℃×6h空冷+1140℃×4h空
冷+870℃×32h空冷。将热处理后试样加工成低周疲劳试样,采
用DST-5型低周疲劳试验机对试样进行低周疲劳试验,试验温度
分别为800,980℃,采用总应变控制法,加载应变速率为5×10-3s-1,
应变比为-1,应力波形为三角形。在100℃、质量分数为25%的高
锰酸钾溶液中,利用水煮法去除疲劳断口表面的氧化皮,然后进
行超声清洗,采用S4800型扫描电镜观察疲劳断口形貌。在疲劳
K465镍基高温合金的研究
K465镍基高温合金的研究
K465镍基高温合金是一种具有优异高温强度和抗腐蚀性能的合金材料,它在航空、航天、能源等领域得到广泛应用。本文旨在探讨K465镍基高温合金的研究现状和应用,以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
K465镍基高温合金主要由镍、铬、钴、铝、钛等元素组成,具有优异的抗氧化性和抗腐蚀性能,可在高温下保持较高的强度和稳定性。其制备方法主要包括真空熔炼、定向凝固和粉末冶金等,这些方法都为合金的制备和加工提供了良好的保障。
随着科技的不断进步,K465镍基高温合金的研究也取得了长足的进展。国内外研究者从合金成分、制备工艺、微观组织等方面进行了广泛而深入的研究。例如,研究者通过优化合金成分,成功提高了K465合金的高温强度和抗腐蚀性能;采用新型制备工艺,如定向凝固和粉末冶金等,实现了合金的高温稳定性和抗氧化性的有效提升。
K465镍基高温合金的研究方法主要包括实验设计、材料制备、性能测试、微观分析等。实验设计应考虑合金成分、制备工艺、热处理制度等因素;材料制备主要采用真空熔炼、定向凝固、粉末冶金等方法;性能测试包括力学性能、抗氧化性、抗腐蚀性能等测试;微观分析则涉及显微组织观察、相变过程研究等。
通过实验研究,发现K465镍基高温合金在高温下具有良好的力学性能和抗腐蚀性能。合金的抗氧化性能也得到了显著提升,这主要归功于制备工艺的优化和合金成分的改进。
本文对K465镍基高温合金的研究现状进行了详细探讨,总结了目前的研究成果及其应用前景。结果表明,K465合金在航空、航天、能源等领域的应用潜力巨大。然而,为了更好地发挥其优势,仍需在以下几个方面进行深入研究:
进一步优化合金成分,以提高K465镍基高温合金的综合性能;
探索新型制备工艺,如3D打印技术等,实现合金材料的低成本、高效制备;
深入研究K465合金在极端条件下的服役行为,为其实践应用提供更为可靠的依据;
加强与多学科的交叉融合,将K465镍基高温合金的研究与应用拓展到更多领域。
DD419_镍基单晶高温合金980_℃下低周疲劳行为研究
第42卷第4期2023年8月沈 阳 理 工 大 学 学 报JournalofShenyangLigongUniversityVol42No4Aug2023
收稿日期:2022-12-27基金项目:国家自然科学基金项目(51871221)作者简介:祝祥(1997—)ꎬ男ꎬ硕士研究生ꎮ通信作者:杜晓明(1976—)ꎬ男ꎬ教授ꎬ博士ꎬ研究方向为先进铝合金的制备与加工成型ꎮ文章编号:1003-1251(2023)04-0069-06DD419镍基单晶高温合金980℃下低周疲劳行为研究祝 祥1ꎬ杜晓明1ꎬ刘纪德2(1.沈阳理工大学材料科学与工程学院ꎬ沈阳110159ꎻ2.中国科学院金属研究所ꎬ沈阳110016)摘 要:对DD419镍基单晶高温合金在980℃下的低周疲劳行为进行试验研究ꎬ并对疲劳数据进行分析ꎬ获得该温度下合金疲劳参数ꎮ结果表明:该合金低周疲劳变形过程中ꎬ弹性变形起主要作用ꎬ塑性变形较低ꎻ循环应力响应行为以先循环软化、再趋于稳定为主要方式ꎬ并且随着应力幅的增加ꎬ循环寿命不断降低ꎮ低应变幅下ꎬ合金的疲劳断裂表现为脆性断裂的特征ꎬ并呈现出明显的多源疲劳特征ꎬ微观断口形貌的主要特征是出现准解理台阶ꎬ可判断准解理断裂是主要的断裂机制ꎮ关 键 词:镍基单晶高温合金ꎻ低周疲劳ꎻ疲劳寿命ꎻ断裂机制中图分类号:TU973.2+54文献标志码:ADOI:10.3969/j.issn.1003-1251.2023.04.011StudyonLowCycleFatigueBehaviorofDD419NickelBaseSingleCrystalSuperalloyat980℃ZHUXiang1ꎬDUXiaoming1ꎬLIUJide2(1.ShenyangLigongUniversityꎬShenyang110159ꎬChinaꎻ2.InstituteofMetalResearchꎬChineseAcademyofSciencesꎬShenyang110016ꎬChina)Abstract:Thelow ̄cyclefatiguebehaviorofDD419Nickel ̄basedsinglecrystalsuperalloyat980℃isexperimentallystudiedandthefatiguedataisanalyzedtoobtainthefatiguepa ̄rameters.Theresultsshowthatelasticdeformationplaysamajorroleintheprocessoflowcyclefatiguedeformationꎬwhileplasticdeformationisrelativelylow.Thecyclicstressre ̄sponsebehavioriscyclicsofteningfirstandthenstabilizingꎬandthecycliclifedecreaseswiththeincreaseofstressamplitude.Atlowstrainamplitudeꎬthefatiguefractureoftheal ̄loyshowsthecharacteristicsofbrittlefractureꎬandpresentsobviousmulti ̄sourcefatiguecharacteristics.Themainfeatureofthemicroscopicfracturemorphologyisthepresenceofquasi ̄dissociationfractureꎬbywhichitcanbejudgedthatthequasi ̄dissociationfractureisthemainfracturemechanism.
镍基铸造高温合金的热带静压处理
第38卷
2002年l1月 第l1期
l199 1202页 仓扁学坂
ACTA METALLURGICA SINICA V01.38
NOV.2002 No.11
PP.1199 1202
镍基铸造高温合金的热等静压处理木
呼和
(北京航空材料研究院先进高温结构材料国防科技重点实验室,北京100095)
摘 要 评述了镍基铸造高温合金的热等静压(HIP)处理对组织和力学性能的影响.镍基铸造高温合金由于存在着铸造工艺难
以消除的气孔类缺陷,严重影响着合金的使用可靠性和成品率.通过HIP处理后的合金,不仅可有效地消除合金中的缺陷,获得
致密合金,而且还可改善合金的显微组织,提高合金的拉伸、持久和疲劳性能,显著地减小性能分散度.
关键词 镍基铸造高温合金,热等静压,显微组织,力学性能
中图法分类号TG132.32,TG146.15 文献标识码A 文章编号0412—1961(2002)11—1199—04
H0T IS0STATIC PRESSING TREATMENT 0F CAST
Ni—BASE SUPERALL0Y
HU He National Key Lab.of High Temperature Structural Materials,Beijing Institute of Aeronautical Materials Beijing 100095 Correspondent:HU He,senior engineer,Rt:(010)62456622—5461,Fax:(010)62456925,
E—mail:忍n. e@ . ..q biam ac cn Manuscript received 2002—04—17.in revised form 2002—07—27
ABSTRACT The efrect of hot isostatic pressing fHIP1 treatment on microstructure and mechanical properties of cast Ni—base superalloy as reviewed.Due to the existence of cast defects such as pores
镍基单晶高温合金研究进展
1
镍基单晶高温合金研究进展
孙晓峰,金涛,周亦胄,胡壮麒
(中国科学院金属研究所,沈阳 110016)
摘 要:单晶高温合金具有较高的高温强度、良好的抗氧化和抗热腐蚀性能、优异的蠕变与疲劳抗力、良好的组织稳定性和使用可靠性,广泛应用于涡轮发动机等先进动力推进系统涡轮叶片等部件。由于采用定向凝固工艺消除了晶界,单晶高温合金明显减少了降低熔点的晶界强化元素,使合金的初熔温度提高,能够在较高温度范围进行固溶和时效处理,其高温强度比等轴晶和定向柱晶高温合金大幅度提高。经过几十年的发展,单晶高温合金已经在合金设计方法、组织结构与力学性能关系、纯净化冶炼工艺和定向凝固工艺等方面取得了重要进展。本文从单晶高温合金成分特点、合金元素作用、强化机理、力学性能各向异性、凝固过程及缺陷控制、单晶制备工艺等方面,简要介绍了单晶高温合金的主要研究进展。
关键词:单晶高温合金;强化机理;定向凝固;各向异性
Research Progress of Nickel-base Single Crystal Superalloys
Sun Xiaofeng, Jin Tao, Zhou Yizhou, Hu Zhuangqi
(Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China)
Abstract: Single crystal superalloys have been widely used to make turbine blades and guide vanes for
aero-engines and industrial gas turbines because of improved strength, creep-rupture, fatigue, oxidation and
hot corrosion properties as well as stable microstructure and reliability at high temperature environments.
铂铝黏结层体系EB-PVD_热障涂层的热循环行为
铂铝黏结层体系EB-PVD热障涂层的热循环行为贺文燮1, 甄 真2, 王 鑫2, 彭 超2, 牟仁德2,何利民2, 黄光宏2, 许振华2*(1.贵阳航发精密铸造有限公司 ,贵阳 550014;2.中国航发北京航空材料研究院 航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室,北京 100095)摘要:在镍基单晶高温合金基体上采用化学气相沉积法制备铂铝金属黏结层,并采用电子束物理气相沉积制备氧化钇部分稳定化的氧化锆(YSZ)陶瓷面层。研究了黏结层相组成对热障涂层循环氧化行为的影响,借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)和X-射线衍射分析(XRD)等方法分析涂层的相结构、显微组织和化学成分。结果表明:黏结层主要成分包括Ni、Al、Pt、Co和Cr 元素并由β-(Ni,Pt)Al相和PtAl2相组成;经热循环测试后,涂层在热生长氧化物(TGO)和黏结层内部及其界面可能出现剥离;随着热暴露时间的延长,TGO层处的残余应力总体上呈现出逐渐减小的演变趋势;控制铂铝黏结层前驱体活性、Pt/Al元素含量、抑制脆性PtAl2相生成、改善TGO层/黏结层界面韧性和降低TGO层应力应变水平可有效延长铂铝黏结层体系热障涂层的热循环寿命。关键词:热障涂层;热循环;相结构;界面;失效doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2023.000058中图分类号:TG174.4 文献标识码:A 文章编号:1005-5053(2023)04-0017-08Thermal cycling behavior of EB-PVD TBCs with Pt modifiedaluminide bond coatHE Wenxie1, ZHEN Zhen2, WANG Xin2, PENG Chao2, MU Rende2, HE Limin2, HUANG Guanghong2, XU Zhenhua2*(1. Guiyang AECC Power Precision Casting Co., LTD, Guiyang 550014, China;2. Aviation Key Laboratory of Science andTechnology on advanced Corrosion and Protection for Aviation Material,AECC Beijing Institute of Aeronautical Materials,Beijing100095, China)Abstract: The(Ni, Pt)Al bond coats were prepared on the surface of nickel base single crystal superalloy by chemical vapordeposition(CVD), and then YSZ ceramic coats were directly deposited on the surface of bond coats by electron beam physical vapordeposition(EB-PVD).The influence of phase constituent of bond coat on the cyclic oxidation behavior of (Ni, Pt)Al/YSZ thermalbarrier coatings was investigated in detail. The phase structure, morphology and chemical composition of the coatings were analyzed.The experimental results show that the bond coat is mainly composed of β-(Ni,Pt)Al and PtAl2 phases and the contents of the as-deposited bond coat are primarily including Ni, Al, Pt, Co and Cr elements. The spallation location of the TBCs probably occurs atthe interface of TGO layer and bond coat, inside of TGO layer and within the bond coat. After thermal cycling test, it is found thatthe spallation may occur in the interior and interface of TGO and adhesive layer. With the extension of thermal exposure time, theresidual stress located at the TGO layer decreases gradually in total. Therefore, controlling the precursor activity, Pt/Al elementcontent, inhibiting the formation of brittle PtAl2 phase, improving the interfacial toughness of TGO layer/bonding layer, and reducingthe stress-strain level of TGO layer are important ways to extend the thermal cycling life of(Ni, Pt)Al/YSZ thermal barrier coatings.Key words: thermal barrier coatings;thermal cycling;phase structure;interface;failure2023 年第 43 卷航 空 材 料 学 报2023,Vol. 43第 4 期第 17 – 24 页JOURNAL OF AERONAUTICAL MATERIALSNo.4 pp.17 – 24
MCrAlY_涂层的研究进展
第53卷 第7期 表面技术 2024年4月 SURFACE TECHNOLOGY ·31·
收稿日期:2023-04-16;修订日期:2023-09-07 Received:2023-04-16;Revised:2023-09-07 基金项目:陕西省2023年度秦创原引用高层次创新创业人才项目(QCYRCXM-2023-020) Fund:The 2023 Qin Chuangyuan Citation High-level Innovative and Entrepreneurial Talents Project of Shaanxi Province (QCYRCXM-2023-020) 引文格式:门引妮, 李进, 卢金文, 等. MCrAlY涂层的研究进展[J]. 表面技术, 2024, 53(7): 31-39. MEN Yinni, LI Jin, LU Jinwen, et al. Research Progress of MCrAlY Coatings[J]. Surface Technology, 2024, 53(7): 31-39. *通信作者(Corresponding author) MCrAlY涂层的研究进展
门引妮,李进,卢金文,徐研,郭阳阳*
(西安瑞鑫科金属材料有限责任公司,西安 710016)
摘要:随着发动机的服役温度日益升高,工作环境日益恶劣,涡轮叶片极易在高温环境中氧化,大大降低
了叶片的使用寿命。如何在低成本下制备保护性能好的高温防护涂层,是当前国内外研究的重点。MCrAlY
包覆涂层可分为NiCrAlY涂层、CoCrAlY涂层和NiCoCrAlY涂层,这3类涂层的抗氧化性能和抗腐蚀性能
较好,又有很好的塑韧性和抗热疲劳性能,因此可作为涂层或热障涂层的黏结层材料。综述了涂层中主要
元素(Al、Cr、Co、Y)、掺杂合金元素(Ta、Re、Si、Pt)、涂层制备工艺和预处理工艺对MCrAlY涂层性
