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真空 ›› 2020, Vol. 57 ›› Issue (3): 11-16.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2020.03.03

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单晶高温合金铂改性铝化物涂层的高温防护性能研究*

王鑫, 许振华, 彭超, 戴建伟, 甄真, 何利民, 牟仁德   

  1. 北京航空材料研究院,航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室,北京 100095
  • 收稿日期:2019-12-19 发布日期:2020-06-18
  • 通讯作者: 许振华,研究员。
  • 作者简介:王鑫(1993-),男,黑龙江省齐齐哈尔市,硕士,工程师。
  • 基金资助:
    重点技术领域攻关项目(KJSZ190519)

High Temperature Protection Properties of Pt Modified Aluminide Coating on the Single Crystal Superalloy

WANG Xin, XU Zhen-hua, PENG Chao, DAI Jian-wei, HE Li-min, MU Ren-de   

  1. Beijing Institute of Aeronautical Materials, Aviation Key Laboratory of Science and Technology on Advanced Corrosion and Protection for Aviation Material, Beijing 100095, China
  • Received:2019-12-19 Published:2020-06-18

摘要: 采用化学气相沉积(CVD)方法在单晶高温合金基体上制备了单一铝化物和铂改性铝化物涂层,研究了两种涂层的高温氧化性能和抗燃气热腐蚀性能。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法分析了两种铝化物涂层的相成分和显微组织,结果表明:经1000℃氧化250h后,两种涂层的氧化动力学曲线均符合抛物线演变规律,Pt-Al涂层的抗氧化性能相对于单一Al涂层提高了55.5%,Pt元素的加入减缓β→γ′的相变速率,保证了高质量α-Al2O3保护膜的生成;经900℃燃气热腐蚀100h后,两种涂层的腐蚀动力学曲线均符合抛物线演变规律,Pt-Al涂层的抗燃气腐蚀性能相对于单一Al涂层提高了57.9%,Pt元素阻碍了内硫化的快速发生,保证Al2O3膜的完整性。

关键词: 铂改性铝化物涂层, 化学气相沉积, 氧化, 热腐蚀

Abstract: Single aluminide and Pt modified aluminide coatings were fabricated by chemical vapor deposition(CVD) on single crystal superalloy substrates, and their high-temperature oxidation and hot corrosion behaviors were investigated. The phase composition and microstructure of the two aluminide coatings were analyzed by XRD and SEM. The results indicate that both of the oxidation kinetics curves of the two aluminide coatings are in accordance with parabolic rule after oxidation at 1000℃ for 250 h. The performance of oxidation resistance of Pt-Al coating is improved 55.5 percent compared with single Al coating. The addition of Pt element can reduce the velocity of β→γ′ phase transition, further ensuring to the formation of high quality α-Al2O3 scale. The corrosion kinetics curves of the two aluminide coatings are also consistent with parabolic rule after hot corrosion at 900℃ for 100 h. The performance of corrosion resistance of Pt-Al coating is improved 57.9 percent as compared with that of single Al coating. The addition of Pt element can restrict the rapid germination of inner sulfuration and ensure the integrity of α-Al2O3 scale.

Key words: Pt modified aluminide coating, CVD, oxidation, hot corrosion

中图分类号: 

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