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一種NiCrAlSiY涂層對Ti65鈦合金板材循環氧化和室溫力學性能的影響

635   編輯:中冶有色網   來源:馮葉,陳志勇,姜肅猛,宮駿,單以銀,劉建榮,王清江  
2024-04-17 10:03:12
鈦合金的比強度高、綜合力學性能和抗蝕性能優異,在航空航天領域得到了廣泛的應用 高溫鈦合金是先進航空發動機的重要高溫結構材料,其最高使用溫度為600℃[1~4] 隨著臨近空間飛行器和空天飛機等對輕質高溫高強金屬材料的需求,工況在600℃以上的高溫鈦合金受到了極大的關注 隨著使用溫度的提高,鈦合金表面在大氣中的氧化程度加劇 在高溫鈦合金零部件表面生成的氧化膜使塑性降低,顯著影響其可靠性 在鈦合金基體表面涂覆涂層,是一種提高其抗氧化性能的好方法 鈦合金表面抗氧化涂層中的Al、Cr、Si等元素能生成致密的氧化膜,阻止氧向內部擴散[5,6] 鎳基合金優異的抗氧化性、耐腐蝕性和熱疲勞性能,使其作為涂層材料得到了廣泛的應用 MCrAlY系合金具有良好的結合強度,是一種常用的鎳基涂層[7~12] MCrAlY涂層中的Cr、Al元素與氧反應生成的Cr2O3、Al2O3氧化物,能致密地貼合整個基體而阻止氧的內擴散 同時,Cr元素能降低生成Al2O3膜所需的最低Al含量[13],使涂層發生選擇性氧化而促進Al2O3的形成;Y元素能提高涂層與基體的粘合性,降低在熱循環過程中涂層與基體熱膨脹系數的差異而其開裂,從而保護基體[14~16] 可用于高溫鈦合金的MCrAlY涂層,主要有NiCrAlY和NiCoCrAlY系鎳基涂層 Gong[17]等用等離子噴涂方法在純鈦表面涂覆Al/NiCrAlY復合涂層 熱循環后這種復合涂層表面的氧化產物主要為Al2O3,NiO和少量TiO2,氧化增重為1.51 mg/cm2且氧化膜完整致密,表明其抗氧化效果良好 同時,擴散層生成的Ni2Al3提高了涂層與基體的粘合性 Lin[18]等研究了磁控濺射Zr-Y/NiCrAlY復合涂層對Ti-6Al-4V合金的熱保護 結果表明,表層的Zr-Y能降低熱通量而內層的NiCrAlY能防止氧化和提高涂層/基體結合力,使合金的高溫性能提高 無論是復合涂層還是單一涂層,NiCrAlY的抗氧化效果都十分顯著 鈦合金涂覆NiCrAlY涂層,能延長鈦合金的高溫使用壽命 Ti65是一種近α型高溫鈦合金,可用于制造先進航空發動機整體葉盤、臨界空間高超聲速飛行器的機身和尾翼等高溫部件,其長時使用溫度為650℃,短時使用溫度可達700℃ 這種合金的板材,可用于制造空天飛機和高超聲速飛行器的高溫零件 擬在預研的某種飛行器Ti65合金
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“一種NiCrAlSiY涂層對Ti65鈦合金板材循環氧化和室溫力學性能的影響” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業用途,請聯系該技術所有人。
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