Inconel 718及其渗铝涂层在Na_(2)SO_(4)+5%NaCl混合盐膜下的热腐蚀行为

采用化学气相沉积(CVD)工艺在镍基高温合金Inconel 718上制备了铝化物涂层,研究了Inconel 718合金及其渗铝涂层在750,850和950℃空气中Na_(2)SO_(4)+5%(质量分数)NaCl混合盐膜下的热腐蚀行为。结果表明:基体表现出较差的抗腐蚀性能,且温度越高腐蚀越严重;腐蚀初期表面腐蚀产物主要由Cr_(2)O_(3)和Fe_(2)O_(3)组成,而随着腐蚀时间增加,尖晶石为主要腐蚀产物。此外,基体合金在850和950℃时的腐蚀膜疏松多孔,观察到开裂和剥落,抗腐蚀能力差;而渗铝涂层表现良好,腐蚀期间表面会形成Al_(2)O_(3)膜,极大提高了基体合金的抗腐蚀性能。虽然当腐蚀温度升高或腐蚀时间增加时,涂层会发生明显退化,且会导致腐蚀膜出现裂纹、孔洞等缺陷,其与涂层结合不紧密,但仍能在很大程度上有效保护基体。

Ti-8.0Si-1.4Zr-xY_2O_3合金的热腐蚀性能

为了拓展钛硅合金材料在航空航天领域的应用,选用Ti、Si、Zr单质元素和纳米Y_2O_3粉末,采用"高能球磨-冷压成形-真空烧结"技术制备Ti-8.0Si-1.4Zr、Ti-8.0Si-1.4Zr-0.1Y_2O_3和Ti-8.0Si-1.4Zr-0.3Y_2O_3(质量分数,%)3种合金,在700℃的25%Na Cl+75%Na2SO4混合熔盐内进行30 h的热腐蚀试验,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)对表面腐蚀产物、表面形貌及横截面形貌进行分析,研究3种合金的抗热腐蚀性能。结果表明:3种配方试样烧结之后主要由Ti5Si3相、Ti(Si)固溶体及Ti(Si、Zr)固溶体组成,Zr与Y_2O_3都能促进Ti、Si单质间反应,合金化效果增强,大幅度提高其致密性,合金组织均匀;3种合金表面腐蚀层产物主要为金红石TiO_2与SiO_2氧化物相,Si与其氧化物SiO_2能有效避免Ti元素的酸性溶解,同时TiO_2氧化物的体积比PBR(1.95)大于1,氧化膜致密,一定程度上阻挡了熔盐的渗透腐蚀,提高了抗腐蚀性,其中Ti-8.0Si-1.4Zr-0.3Y_2O_3合金的抗腐蚀性能最好,其单位面积腐蚀增重(0.740 74 mg/cm2)比Ti-8.0Si-1.4Zr合金的(1.020 7 mg/cm^2)降低了约27.4%;Zr起到较好的固溶强化作用,而Y_2O_3起到弥散强化与细晶强化效果,随Y_2O_3含量升高,腐蚀层厚度减小,故添加0.3%Y_2O_3粉末能够有效提高合金的抗热腐蚀性能。

硅酸镱环境障涂层抗熔盐腐蚀行为与机制研究

稀土硅酸盐环境障涂层(EBC)是应用于新一代高推重比航空发动机热端部件的重要材料,但其在高温熔盐环境的腐蚀行为与机制尚不明晰。本工作采用真空等离子喷涂技术(VPS)制备了Yb_(2)SiO_(5)/Yb_(2)Si_(2)O_(7)/Si环境障涂层,并研究了该涂层体系在900℃、Na_(2)SO_(4)+25%NaCl(质量分数)熔盐环境中的腐蚀行为与机制。研究发现,所制备的Yb_(2)SiO_(5)/Yb_(2)Si_(2)O_(7)/Si涂层体系结构致密,各层之间结合良好;涂层体系腐蚀240 h,熔盐组分渗透Yb_(2)SiO_(5)涂层,在Yb_(2)Si_(2)O_(7)中间层发生富集。涂层中Yb_(2)SiO_(5)相具有良好的稳定性,Yb_(2)O_(3)第二相与熔盐发生反应,且随腐蚀时间延长, Yb_(2)O_(3)含量减少。中间层Yb_(2)Si_(2)O_(7)相与熔盐反应生成磷灰石相NaYb_(9)Si_(6)O_(2)6和钠硅酸盐,并产生Cl_(2)和SO_(2)等挥发性物质,从而影响服役寿命。硅黏结层中未发现熔盐渗透现象,保持完整。该涂层体系具有良好的抗熔盐腐蚀性能。