鹽霧腐蝕對 NiCoCrAlY 涂層性能的影響(1)
鹽霧腐蝕對 NiCoCrAlY 涂層性能的影響(1)
利用中性鹽霧試驗對物理氣相沉積制備的NiCoCrAlY 防護涂層進行常溫腐蝕,研究了常溫鹽霧腐蝕對 NiCoCrAlY 涂層的微觀形貌以及高溫性能的影響。試驗結果表明:經過鹽霧腐蝕的涂層表面的均勻性和完整性均被破壞,涂層表面產生了大量的腐蝕坑;高溫循環氧化以后,表面形成的 Al2O3 氧化膜變得粗糙、破碎且不連續,而且氧化膜容易剝落,降低了涂層的高溫抗氧化能力,縮短了涂層的使用壽命。
MCrAlY涂層(M 為Ni,或Co,或Ni+Co)是近年來上倍受重視的耐高溫氧化和耐燃氣腐蝕涂層。該涂層既可以作為單獨的涂層應用在飛機發動機葉片上,也可以作為新興的熱障涂層系統的中間粘結層,具有十分重要的實際應用價值[1~2]。涂層中M 的種類可以為 Fe,Ni,Co等,或者合金,由于Ni具有*的緩和熱應力的能力,而Co具有優良的抗氧化和腐蝕性能,因此一般采用Ni,Co兩種金屬的合金。涂層組元中Cr的存在可以促使Al2O3氧化膜的生成以保證涂層的抗氧化性;但是過高的Al含量又會導致MCrAlY合金的脆性增大,因此加入微量元素Y可以起到氧化物釘扎和細化晶粒的作用,從而提高熱循環條件下Al2O3膜與基體的結合力,改善涂層的性能[3~4]。
由于 NiCoCrAlY 涂層用于飛機發動機葉片上,所以一般考慮的是其抗高溫氧化和抗熱腐蝕的能力,很少去考慮常溫下的腐蝕對其產生的影響。而在實際應用中,飛機大部分時間只是在常溫狀態下停留在機場上,因此研究自然大氣環境腐蝕對MCrAlY涂層高溫使用壽命的影響,對建立具有實用價值的涂層失效模型具有十分重要的意義。本文利用常溫鹽霧對NiCoCrAlY涂層進行預先的腐蝕,然后進行高溫循環氧化,以觀察常溫腐蝕對該涂層的微觀形貌以及高溫性能產生的影響。
1、試驗
基體合金為DZ125鎳基高溫合金,NiCoCrAlY涂層采用電子束物理氣相沉積方法制備,其化學成分示于表1
表1 NiCoCrAlY涂層的化學成分
元素 Ni Co Cr Al Y
質量分數桙% 52 24 15 8 1