PDF《同lrm口金A1一Si涂层耐腐蚀性能研究》

20、H3PO.、MgO和Cr03组成, 按比例混合搅拌均匀,再按量加入Al+Si粉,混 合后均匀搅拌,制成涂层料浆,以10~20 rag/ mm2的量均匀地喷涂到经处理的试样表面,共喷3 次,每次喷完后在100℃烘箱中烘干,第3次喷完 烘干后进行了350℃+1 h涂层固化处理.最后, 经过l 050℃+2 h真空高温扩散获得具有冶金性 质的Al―Si涂层(渗层),层厚约30一--40肛m 表1 K4104高温合金化学成分 Tablel Chemical composition of k4104 hi【gh temperature alloy % 依据GB/T13303―91《钢的抗氧化性能测定 方法》和参考HB5258--2000《钢及高温合金抗氧 化性测定试验方法》标准,在箱式电阻炉中进行了 高温抗氧化性能试验.试验温度为1 000℃,保温 时间分别为

5、

25、

50、

100、150和200 h,每次 取样在FAl004电子分析天平(感量0.1 mg)上 称重.用显微镜观察涂层组织,用SiRion(带能 谱分析)扫描电子显微镜对涂层表面氧化形貌、横 截面组织形态及成分进行观察分析与测试.

2 实验分析 K4104高温合金表面喷涂的AI―Si涂层是经1 050℃+2 h真空高温扩散形成,以铝和硅元素向 合金内扩散为主,涂层组织为富铝的p-NiAl相. 对K4104合金表面制备的Al―Si涂层进行了

1 000℃*200 h高温氧化试验,为了能对涂层性 能进行分析对比,将K4104合金的裸金属同炉进 行了高温氧化试验,氧化性能试验数据如表2和表 3所示,依据这两组数据绘制了氧化动力学曲线, 如图1所示.

1 l '

: 菡磐图1 K4104合金在l 000℃*200 h时的 氧化动力学曲线 Fig.1 Kinetics curves of K4104 alloy oxidized for

200 h at l 000℃ 从试验数据和氧化动力学曲线可看出,制备了 涂层的K4104合金氧化增重速率明显低于无涂层 的K4104合金,制备了A1-Si涂层的K4104合金 氧化保温前50 h氧化增重速率较快,这是由于氧 化初期氧化膜处于快速形成阶段,其氧化动力学曲 线呈抛物线规律,氧化时间￡>

50 h后氧化增重速 率极其缓慢平稳,单位面积增重均小于 8.6l g/m2,此时的氧化动力学曲线呈水平直线特 点.对于未制备涂层的K4104合金,保温时间在

100 h氧化增重较快,当保温时间t>

100 h后氧化 增重速率明显增加,这是由于氧化保温时间f≥ i00 h时,氧化膜在生长应力作用下发生开裂,氧 化动力学曲线出现拐点,说明氧原子可通过开裂处 直接渗入合金基体,导致氧化增重速率加快. K4104高温合金表面的~一Si涂层,经1 000℃ 长时间保温,已转变成完整致密的旷灿z()3氧化层, 且氧化层无脱落的现象,见图2所示.这种致密氧 化层的形成是由于K4104高温合金表面址Si涂层 中铝含量较高,在高温氧化过程中有充足的铝量, 使涂层的外表面形成致密的r~.Q氧化层. 图2 K4104合金Al―Si涂层1 000℃*

200 h氧化表面形貌 Fig.2 Morphology of the A1-Si coatings oxidized for

200 h at

1 000℃ 万方数据 ・1124・ 哈尔滨工程大学学报 第29卷表3 K4104合金AI-Si涂层1 000℃高温氧化试验数据表 Table

3 1 000℃high temp........