PDF《同lrm口金A1一Si涂层耐腐蚀性能研究》

第29卷第10期 哈尔滨 1二程大学学报 v01.

29№.10 2008年10月Journal of Harbin Engineering University Oct.2008 K4104 古0日同lrm口金A1一Si涂层耐腐蚀性能研究 杨世伟,王俊一 (哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院,黑龙江哈尔滨150001) 摘要:为提高航空发动机叶片扰高温氧化性能,通过热扩散的方法,在K4104镍基高温合金表面制备了铝化物 Al―si涂层,经1 000℃*200 h高温腐蚀氧化性能试验.利用扫描电子显微镜及能谱对涂层进行了表层形貌、截 面组织形态观察及成分测试.试验结果表明,K4104镍基高温合金表面Al―si涂层在长时间的高温氧化过程中已 转变成完整致密的a-A1203氧化层和富铝的fl-NiAl和富镍的p-NiAI化合物层,且与基体合金的粘附性良好.改性 的铝化物涂层中Si元素的适量加入和合理分布能有效地抑制8相的生长,促进M6C型碳化物的形成,固结了W、 Mo等元素,延长涂层的退化速度,使涂层获得更佳的抗高温腐蚀氧化性能. 关键词:K4104合金;

A1一si涂层;

耐腐蚀性能 中图分类号:TGl74.4 文献标识码:A文章编号:1006~7043(2008)10-1122-04 Research on corrosion resistance of an Al―Si coating on a K4

1 04 high―temperature alloy YANG Shi―wei,WANG J un-yi (Colledge of Material Science and Chemical Engineering,Harbin Engineering University,Harbin 150001,China) Abstract:In order to improve the high temperature corrosion performance of aero-engine blades,the A1-Si coating of a K4104 superalloy was prepared by the thermal diffusion method.After high temperature cor― rosion and oxidation experiments at

1 000℃for

200 hrs,surface morphology.cross-sectional micrography and chemical composition testing of the A1一Si coating were done using SEM and EDS.Experimental results indicated that the A1一Si coating is transformed into three layers of a―A12 03,Al-rieh 6-NiAI and Ni―rich p NiAl,all of which have good adhesiveness with the basal body.The proper adding of Si and its reasonable distribution in the modified aluminum coating plays a significant role in suppressing the growth of the p NiAl phase,accelerates the formation of M6C,puts a stay on the activity of elements of W and Mo,de一1ays the degradation of the coating and gives the coating better corrosion and oxidation resistance at high temperatures. Keywords:K4104 superalloy;

A1一si coating;

corrosion resistance 随着科学技术的发展,特别是航空航天技术的 进步,凝聚了人类智慧结晶的高科技产品对材料性 能的要求越来越高.例如,飞机涡轮发动机叶片材 料,使用温度越高,推重比越大,效率就越高.为 提高叶片材料抗高温氧化性能,在高温环境使用 时,必须要在叶片表面制备改性铝化物Al―Si涂层,以提高其高温防护性能.A1-Si二元渗涂层比 收稿日期:2006 11一07. 作者简介:杨世伟(1950一),男,教授,博士生导师,E―mail yangshiwei@hrbeu.edu.Cl'

L 单一的渗铝涂层具有更好的抗高温氧化能力[1].实 践表明Lz.1,在K4104合金表面制备的Al―Si涂层不 仅制备工艺简单,而且其高温防护性能也是优良 的[1].目前,工程上多采用单一渗铝涂层和改性的 铝化物Al―Si涂层.一些研究表明:2|,在Al―Si涂 层中硅元素的适量加入可以改变涂层的微观组织结 构,使涂层具有优良的抗腐蚀性能,甚至可以与 PtCrAl和MCrAIY多元渗涂层性能相媲美.因此,Al―Si涂层的应用受到世界多国普遍重视,并 得到广泛应用. 万方数据 第10期 杨世伟,等:K4104高温合金A1一si涂层耐腐蚀性能研究 ・1123・ 1实验材料和方法 实验用材料为K4104镍基高温合金,其名义 成分见表1.Al―Si涂层制备工艺方法,先配制粘接 剂,粘接剂由H