Pt 改性梯度NiCrAlY 涂層的熱腐蝕行為研究

孫 日， 王鐵鋼， 李 偉， 尹 霜， 劉艷梅， 姜肅猛

(1.天津職業(yè)技術師范大學天津市高速切削與精密加工重點實驗室， 天津 300222；2.中國科學院金屬研究所材料表面工程研究部， 遼寧 沈陽 110016)

0 前 言

鎳基高溫合金被廣泛應用到航空發(fā)動機渦輪葉片等關鍵高溫熱端部件中[1]。 然而當飛機在沿海地區(qū)和高污染地區(qū)飛行時，會發(fā)生災難性的熱腐蝕。 為了延長渦輪葉片的服役壽命，可以在高溫合金表面施加一層高溫防護涂層。 高溫防護涂層的發(fā)展已歷經簡單鋁化物涂層、改性鋁化物涂層、MCrAlY 包覆涂層、熱障涂層四代，其中MCrAlY(M 為Ni，Co 或Ni+Co)防護涂層具有優(yōu)良的抗高溫氧化和抗熱腐蝕性能，同時可根據不同服役條件來調控涂層的成分，因此作為高溫防護涂層被廣泛應用到航空發(fā)動機熱端部件。 MCrAlY 涂層中含有一定量的Al 和Cr，在涂層表面可以發(fā)生選擇性氧化，生成保護性的Al2O3或Cr2O3氧化膜，達到高溫氧化和抗熱腐蝕性能的目的。 傳統MCrAlY 涂層的壽命主要受限于涂層中的Al 含量。 提高涂層中的Al 含量有助于改善涂層的抗熱腐蝕性能，但是直接在MCrAlY 涂層中添加過量的鋁會造成涂層脆性增加，熔點降低[2]。因此研究者們提出采用梯度涂層方法解決此問題。

梯度涂層的設計思路是得到外層富Al、內層富Cr，具有Al、Cr 梯度分布的涂層結構。 引入梯度涂層的設計方法，不僅解決了直接提高Al 含量帶來的涂層脆性增加、熔點降低的問題，還能夠提高界面結合，改善應力分布[3]。 為了得到性能更加優(yōu)異的梯度涂層，許多研究人員利用不同的技術制備了具有成分梯度的梯度涂層?！?br>