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题名热障涂层对DD6单晶燃气热腐蚀及力学性能的影响
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作者
王玉锋
付前刚
杨俊
张华
杨岩
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机构
西北工业大学国家卓越工程师学院
中国航发动力股份有限公司
空军装备部驻西安地区某军事代表室
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出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第18期142-147,共6页
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基金
国家科技重大专项(2017-Ⅶ-0007-0100)。
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文摘
DD6单晶高温合金材料以其优异的高温服役性能,在我国多型航空发动机制造领域拥有十分广阔的应用前景。随着我国航空发动机技术的不断发展,燃烧室涡轮前服役温度不断提升,DD6单晶高温合金无法完全满足高温、高压、高转速的服役环境,急需开展DD6单晶表面热障涂层技术研究。鉴于此,本工作采用多弧离子镀技术在DD6单晶高温合金上制备了NiCoCrAlY金属粘结层(BC),然后采用电子束物理气相沉积技术制备了Y_(2)O_(3)·ZrO_(2)(YSZ)陶瓷面层,研究热障涂层对DD6单晶抗燃气热腐蚀及力学性能的影响。结果表明:在900℃条件下,燃气热腐蚀性能测试100 h后,DD6合金表面形成了厚度约100μm的腐蚀疏松结构、孔洞及横向裂纹,DD6合金抗燃气热腐蚀性能较差;BC涂层或YSZ涂层内部未出现Na、K、Ca、Cl、S等腐蚀性元素,BC涂层表面形成了均匀连续的Al_(2)O_(3)层,在其表面粘附的Na_(2)SO_(4)未出现高温分解,腐蚀介质未对BC涂层产生侵蚀;YSZ涂层柱状晶组织具有较好的应变容限,高温时柱状晶膨胀引起柱晶间隙缩小,外部的腐蚀介质无法有效渗入YSZ涂层内部,从而避免了腐蚀介质对涂层或基体的侵蚀破坏。热障涂层对DD6单晶合金980℃条件下的抗拉强度σb、屈服强度σ_(0.2)、延伸率δ和断面收缩率ψ无不良影响,断裂模式与未涂覆涂层试样一致,均呈典型的韧性断裂。在980℃、250 MPa条件下,涂覆与未涂覆涂层的DD6试样高温持久时间和延伸率δ无明显差异,呈典型的塑性变形和蠕变变形韧性断裂机制。本工作的研究结果为DD6单晶高温合金热障涂层技术的开发与工程化应用奠定了技术支撑。
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关键词
DD6单晶
热障涂层
燃气热腐蚀
高温持久性能
EB-PVD
金属粘结层
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Keywords
DD6 single crystal
thermal barrier coatings
gas thermal corrosion resistance
high temperature endurance performance
EB-PVD
metal bond coating
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分类号
V259
[一般工业技术—材料科学与工程]
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