高低溫交替海洋環(huán)境下NiCoCrAlY/AlSiY復合涂層的腐蝕失效機理

朱榮濤， 張 亮， 汪永宏， 陳世露， 季星紅， 池 汕， 許金亮， 郭春江， 段龍漢， 燕 峰， 解志文

(1.遼寧科技大學機械工程與自動化學院， 遼寧 鞍山 114051；2.深圳職業(yè)技術大學智能制造技術研究院， 廣東 深圳 518055)

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高溫防護涂層作為近年來改善高溫合金高溫抗氧化性能和耐腐蝕性能的有效手段之一，主要包括鋁化物涂層、MCrAlY 涂層和熱障涂層[1]。 其中，MCrAlY 涂層因可以解決航空發(fā)動機耐高溫氧化和熱腐蝕等問題而被廣泛使用[2]。 但隨著服役環(huán)境溫度的升高，MCrAlY涂層表面氧化層具有易遭受破壞和熱膨脹系數較低等問題，使其容易發(fā)生相變和降解，導致涂層失去防護效果，難以滿足服役要求[3-5]。

為解決上述問題，研究人員從涂層結構和材料一體化綜合設計入手，將高熔點且高穩(wěn)定性的AlSiY 涂層與MCrAlY 涂層結合，形成了NiCoCrAlY/AlSiY 復合涂層并開展大量研究。 彭新等[6]通過電弧離子鍍(AIP)技術制備了NiCoCrAlY/AlSiY 復合涂層，復合涂層在高溫環(huán)境下表現出優(yōu)異的抗氧化性能。 隨后為研究不同厚度的涂層對高溫抗氧化性能的影響，Li 等[7]采用AIP 制備了不同厚度的NiCoCrAlY/AlSiY 復合涂層，經真空退火后在1 100 ℃下等溫氧化300 h。 結果表明，NiCoCrAlY 層作為粘結層可以極大地防止耐火元素向外擴散，并且外層Si 元素的添加可以抑制Al 元素向內擴散，為表面氧化鋁的形成和修復提供了足夠的Al 源。為了探究涂層在熱鹽環(huán)境下的服役效果，Jiang 等[8]采用AIP 技術在鎳基合金K465 上制備NiCoCrAlY/AlSiY 復合涂層，在900 ℃下進行了200 h 的熱腐蝕試驗。 結果表明，在(Na2SO4＋NaCl)混合鹽的腐蝕作用下，涂層盡管會有一定程度的降解，但能有效地保護基體。……