铼镍合金涡轮叶片的等离子耐热涂层

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低压等离子喷涂NiCoCrAIYTa涂层的抗燃气热冲击性能研究

低压等离子喷涂NiCoCrAIYTa涂层的抗燃气热冲击性能研究

材料研究与应用 2024,18(1):123‐132Materials Research and ApplicationEmail :clyjyyy@http ://mra.ijournals.cn 低压等离子喷涂NiCoCrAIYTa 涂层的抗燃气热冲击性能研究赵宇1,毛熙烨2,3*,吕伯文2*,邓朝阳2,董东东2,李创生2,毛杰2,邓春明2,邓畅光2,刘敏2(1.中国航发湖南动力机械研究所,湖南 株洲 412002; 2.广东省科学院新材料研究所/现代材料表面工程技术国家工程实验室/广东省现代表面工程技术重点实验室,广东 广州 510650; 3.景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院,江西 景德镇333403)摘要: 为了保障涡轮叶片材料的抗高温氧化与耐热腐蚀性能,采用低压等离子喷涂技术在航空发动机涡轮叶片试验件上成功制备了NiCoCrAlYTa 涂层。

通过对不同粉末制备的NiCoCrAlYTa 涂层进行1 000 ℃/75 h 燃气热冲击试验,研究了带涂层叶片尺寸、涂层表面形貌、相组成和显微组织、涂层厚度和均匀性等性能参数的变化。

结果表明:热冲击试验后,不同涂层叶片的整体尺寸未发生显著变化,表明涂层在高温环境下具有稳定的尺寸;涂层表面形成了Al 2O 3膜和NiAl 2O 4尖晶石,保留了较好的结构完整度,这有助于提高涂层的耐腐蚀性能;涂层的物相组成主要包括γ-Ni 、γ'-Ni 3Al 和少量的β-NiAl ,形成了贫Al 区、互扩散区、二次反应区等典型微区结构,析出的TCP 相为R 相,表明在热冲击过程中涂层发生了相变;不同粉末制备的NiCo‐CrAlYTa 涂层均表现出了良好的抗热冲击性能,为航空发动机涡轮叶片的高温应用提供了可行的涂层方案。

关键词: 低压等离子喷涂;NiCoCrAlYTa 涂层;燃气热冲击;抗热冲击性能;;抗氧化性能;叶片尺寸;涂层厚度;互扩散中图分类号:TG174.442 文献标志码: A 文章编号:1673-9981(2024)01-0123-10引文格式:赵宇,毛熙烨,吕伯文,等.低压等离子喷涂NiCoCrAIYTa 涂层的抗燃气热冲击性能研究[J ].材料研究与应用,2024,18(1):123-132.MAO Xiye ,ZHAO Yu ,LV Bowen ,et parative Study of NiCoCrAlYTa Coatings After Burner -Rig Test [J ].Materials Research and Application ,2024,18(1):123-132.0 引言随着航空发动机向高推重比发展,发动机的进口燃气温度不断提高,涡轮叶片长期经受高温燃气的冲击和腐蚀,对涡轮叶片材料的抗高温氧化和耐热腐蚀性能提出了严格的要求[1]。

涡轮叶片材料

涡轮叶片材料

涡轮叶片材料
涡轮叶片是涡轮机的重要部件,其材料选择直接影响着涡轮机的性能和使用寿命。

涡轮叶片材料需要具备高温强度、抗氧化性能和疲劳强度等特点,以应对高温、高速和高压的工作环境。

目前,常见的涡轮叶片材料主要包括镍基合金、钛合金和陶瓷基复合材料等。

镍基合金是涡轮叶片常用的材料之一,具有良好的高温强度和抗氧化性能。


基合金的主要成分为镍、铬、钨、钼等元素,通过合理的配比和热处理工艺,可以获得较高的强度和塑性,同时具有良好的抗氧化和耐蚀性能,适用于高温高压的工作环境。

然而,镍基合金的成本较高,加工难度大,制造成本较高,因此在一些特殊工况下使用。

钛合金是另一种常用的涡轮叶片材料,具有良好的高温强度和抗腐蚀性能。


合金的主要成分为钛、铝、钒等元素,具有较高的比强度和比刚度,同时具有良好的耐热性和耐腐蚀性,适用于高温高速的工作环境。

钛合金的加工性能较好,制造成本相对较低,因此在航空发动机等领域得到广泛应用。

除了镍基合金和钛合金外,陶瓷基复合材料也是涡轮叶片的重要材料之一。


瓷基复合材料具有极高的高温强度和抗氧化性能,同时具有较低的密度和良好的耐磨性能,适用于高温高速的工作环境。

然而,由于陶瓷基复合材料的加工难度大,成型工艺复杂,因此在实际应用中受到一定的限制。

综上所述,涡轮叶片材料的选择需要综合考虑工作环境、成本和加工性能等因素。

不同的材料具有不同的特点和适用范围,需要根据具体的工程要求进行合理的选择。

随着材料科学和加工技术的不断进步,相信涡轮叶片材料将会迎来更多的创新和突破,为涡轮机的性能提升和使用寿命延长提供更多的可能性。

等离子喷涂nicral涂层性能与厚度关系研究

等离子喷涂nicral涂层性能与厚度关系研究

等离子喷涂nicral涂层性能与厚度关系研究通过对等离子喷涂nicral涂层的性能与厚度关系的研究,可以更好地了解各种材料的喷涂工艺。

本文通过分析实验结果,从机械性能、耐蚀性能和耐热性能的角度研究了等离子喷涂nicral涂层的厚度对性能的影响。

【研究背景】随着社会的发展和科技进步,在电子、家电、机械、航空等领域,都有大量的结构件需要进行加工和喷涂。

由于各种设备外表的不同,以及现代人们对于外观的追求,喷涂工艺的应用范围也越来越广泛。

等离子喷涂技术已在工业上得到广泛应用,因为它可以提供良好的表面性能,并且具有良好的喷涂速度。

nicral是一种多种金属元素热喷涂耐热层,它可用来提高喷涂件的耐蚀性能、耐热性能、抗摩擦性能等特性.等离子喷涂nicral涂层可以有效提高件表面的耐热性、耐蚀性、抗摩擦性等性能。

【研究方法】本文采用KV600B型号的等离子喷枪,采用3KV,5KV,7KV三种电压对nicral涂层进行喷涂。

采用曝气恒温烘箱对喷涂层进行固化。

为了研究厚度对nicral涂层性能的影响,采用4种厚度的nicral涂层,分别为50,100,150和200um。

实验中,记录每个试样的断口形态、抗拉强度、抗压强度和硬度等指标,并进行耐蚀性测试和耐热性测试,实验结果均为多次重复,最终数据取平均值。

【研究结果】实验结果如下:1.机械性能:随着nicral涂层厚度的增加,抗拉强度和抗压强度均呈上升趋势,并且抗拉强度和抗压强度随厚度的增加而比原材料更高,而四种厚度的nicral涂层抗拉强度和抗压强度均明显高于原材料。

2.耐蚀性:随着nicral涂层厚度的增加,抗腐蚀性能不断提高,50um厚度的nicral涂层抗腐蚀性能显著低于原材料,而100um及以上厚度的nicral涂层都显著高于原材料。

3.耐热性能:随着nicral涂层厚度的增加,耐热性能不断提高,50um厚度的nicral涂层的耐热性能显著低于原材料,而100um及以上厚度的nicral涂层的耐热性能都显著高于原材料。

耐热钢表面等离子喷涂NiCrAlY+(ZrO2+Y2O3)热障涂层性能研究

耐热钢表面等离子喷涂NiCrAlY+(ZrO2+Y2O3)热障涂层性能研究

(. pr n o Mehnc l n ier g B in stt f erc e c l eh oo y B in 12 1 hn ; .ntue 1 Deat t f ca i gn ei , e igI tue P t h mi cn l , e ig 0 6 7C ia 2 Istt me aE n j ni o o aT g j i o moe re n ier g e ig10 7 hn ) f r rdf c gnei ,B in 0 0 2C ia a o e n j
所 以选用耐热合金材料涂层 MC A1 作 为过渡连 接 r Y 1 r8 9 i C lNiT 是广泛使用 的奥 氏体耐热钢 。在 较复杂 的工作 环境下 ,单靠 它 自身 的性 能还是不 能完全满足要求 ,因此要想得到 更好 的使用性能 , 喷涂涂 层是一 种有效途径 。大 多数情 况下 ,热 障
吕 涛 ,陈ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ飞 ,丁华东
(. 1 北京石油化工学院 机械工程系 ,北京 12 1 ; 2 甲兵工程学院 材料 系 ,北京 107 ) 067 . 装 002

要 :利用等离子喷涂法在耐热钢 1 r8 9 i C l T 基体表面喷涂 N CAY ZO + 2 3 Ni ir I+(r2 Y O ) 陶瓷热障涂层,并进行高温
b l s p a ig tc i u .S y p a ma s r y n e h q e EM b e v t n s o d t a e b n i g b t e h r a b rirc a i g a d s b ta e wa n o s r a i h we h tt o dn e we n t e o h m l a e o t n u sr t s n g o 。 e s ra e h r n s f 1 l Ni T s i r v d t e m ir h r n s fc ai g s ra e wa b u 7 HV f rt e o d Th u f c a d e s o 9 iwa Cr 8 mp o e , h c o a d e so o t u f c s a o t6 3 n a t h e

涡轴发动机燃气涡轮叶片热腐蚀机理分析与改进

涡轴发动机燃气涡轮叶片热腐蚀机理分析与改进

装备环境工程第20卷第12期·26·EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING2023年12月涡轴发动机燃气涡轮叶片热腐蚀机理分析与改进叶飞,况侨,李军,滕官宏伟(陆装驻株洲地区航空军代室,湖南 株洲 412000)摘要:目的提高航空发动机燃气涡轮工作叶片的结构完整性、安全性和可靠性。

方法以某型涡轴发动机燃气涡轮转子叶片热腐蚀案例为研究对象,详细阐述热腐蚀下燃气涡轮转子叶片的结构破坏形式,分析发生热腐蚀部位的分布规律。

通过冶金分析方法,研究燃气涡轮转子叶片的热腐蚀-疲劳失效形式。

结果燃气涡轮叶片高摩擦系数的区域在高温燃气的冲刷效应以及热盐腐蚀的作用下,发生表面涂层腐蚀剥落。

涂层腐蚀剥落部分的叶片合金基体受到高温燃气的氧化与侵蚀后,形成了热腐蚀坑。

腐蚀坑表面的凹凸处出现应力集中,并萌生裂纹,最终引起叶片疲劳断裂。

结论探究了典型腐蚀性物质对燃气涡轮转子叶片的耐高温涂层与镍基合金基体侵蚀与氧化的化学本质,最后针对燃气涡轮转子叶片热腐蚀问题提出了改进建议,可对防范航空涡轴发动机热腐蚀问题提供有益参考。

关键词:涡轴发动机;涡轮叶片;热腐蚀;疲劳失效;机理分析;改进建议中图分类号:TG171 文献标识码:A 文章编号:1672-9242(2023)12-0026-09DOI:10.7643/ issn.1672-9242.2023.12.004Hot Corrosion Analysis and Improvement of Gas Turbine RotorBlades of Turboshaft EnginesYE Fei, KUANG Qiao, LI Jun, TENG Guan-hong-wei(Zhuzhou Regional Aviation Military Office, Hunan Zhuzhou 412000, China)ABSTRACT: In order to improve the structural integrity, safety, and reliability of the working blades of aviation engine gas turbines. This paper studied the hot corrosion-fatigue failure mechanisms of gas turbine rotor blades, including the structural failure mode, the distribution law of corrosion pits, as well as the erosion and oxidation mechanisms of thermal barrier coating and blade superalloy. The results showed that the surface coating corrosion spalling occurred in the high friction coefficient area of the gas turbine blade under the action of high temperature gas scour effect and hot salt corrosion. The corrosion pit was formed after the blade alloy substrate of the spalling part of the coating was oxidized and eroded by high temperature gas. The protrusions or depressions on the surface of corrosion pits caused stress concentration, which accelerated the initiation of fatigue cracks and finally lead to fatigue fracture of blades. The chemical nature of corrosion and oxidation of high temperature resistant coating and nickel-based alloy matrix on gas turbine rotor blades caused by typical corrosive substances is investigated. Finally, suggestions for improving the thermal corrosion of gas turbine rotor blades are put forward, which can provide useful reference收稿日期:2023-10-23;修订日期:2023-11-17Received:2023-10-23;Revised:2023-11-17引文格式:叶飞, 况侨, 李军, 等. 涡轴发动机燃气涡轮叶片热腐蚀机理分析与改进[J]. 装备环境工程, 2023, 20(12): 26-34.YE Fei, KUANG Qiao, LI Jun, et al. Hot Corrosion Analysis and Improvement of Gas Turbine Rotor Blades of Turboshaft Engines[J]. Equipment Environmental Engineering, 2023, 20(12): 26-34.第20卷 第12期 叶飞,等:涡轴发动机燃气涡轮叶片热腐蚀机理分析与改进 ·27·for preventing the thermal corrosion of aviation turboshaft engines.KEY WORDS: turboshaft engine; turbine blade; hot corrosion; fatigue failure; mechanism analysis; improvement measures航空发动机主要热端部件燃气涡轮的工作叶片不仅要承受高速旋转时的离心力、气动力、振动负荷,还可能因燃烧室出口温度场不均匀而出现热应力、热变形、热腐蚀等特殊问题[1-2]。

镍铬铝钇热障涂层

镍铬铝钇热障涂层

镍铬铝钇热障涂层
镍铬铝钇热障涂层是一种先进的热保护涂层,主要用于保护高温部件,如燃气涡轮发动机的叶片,免受高温和腐蚀的影响。

该涂层由五层材料组成,分别是粘合层、辐射层、热绝缘层、金属底层和陶瓷层。

其中,陶瓷层是主要起热保护作用的层,它由大约50%的镍、25%的铬和20%的铝组成,同时添加了少量的钇元素以提高材料的抗氧化性能。

镍铬铝钇热障涂层的制备过程需要经过多次高温处理和精密控制,以确保各层材料的结合强度和稳定性。

这种涂层具有良好的抗热震性能、抗氧化性能和抗腐蚀性能,能够有效地延长高温部件的使用寿命。

在航空航天、能源和化工等领域,镍铬铝钇热障涂层得到了广泛的应用。

例如,在燃气涡轮发动机中,该涂层可以保护叶片免受高达1000℃的高温和腐蚀的影响;在核反应堆中,该涂层可以保护关键部件免受高温和辐射的影响;在工业炉窑中,该涂层可以保护炉膛和炉管免受高温和腐蚀的影响。

随着科技的不断进步和应用需求的不断提高,镍铬铝钇热障涂层的制备技术和性能也在不断改进和完善。

未来,该涂层的应用领域将更加广泛,为高温部件的保护提供更加可靠和有效的解决方案。

等离子喷涂2r02-8%Y203热障涂层的组织与性能研究

等离子喷涂2r02-8%Y203热障涂层的组织与性能研究

基体的热量,适当 的 孔 隙 可 以 提 高 热 障 涂 层 的 隔
大学材料科学与工程学院自制的简易 装 置(图 4)
热性 能;陶 瓷 面 层 有 一 些 微 裂 纹,但 无 明 显 粗 裂
测试涂 层 的 隔 热 性 能. 用 管 式 炉 作 为 试 样 加 热
纹,产生微裂纹的原因是涂层堆垛时,由于未熔化
α 为 热 扩 散 系 数,mm /s;


/(
cp 为比定压热容,
J
gK);
g/cm .
ρ 为密度,
图 2 8YSZ 陶瓷粉末的微观形貌
表 1 HVOF 喷涂粘结层参数表
压缩空气流量(
L/h)
氧气流量(
L/h)
丙烷流量(
L/h)
载气氮气流量(
L/h)
送粉量(
n)
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喷涂距离(mm)
喷枪移动速度(mm/s)
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铼镍合金涡轮叶片的等离子耐热涂层

铼镍合金涡轮叶片的等离子耐热涂层

铼镍合金涡轮叶片的等离子耐热涂层作者:郭亚丽来源:《中国新技术新产品》2015年第03期摘要:为防止用铼镍合金铸造的涡轮工作叶片在高温下发生氧化而研制了等离子耐热涂层,并对该涂层的初始状态和氧化后状态的组织和成份进行金相分析和X光光谱分析,从而得出适合于铼镍合金涡轮叶片的等离子耐热涂层。

关键词:铼镍合金;涡轮工作叶片;耐热涂层中图分类号:TF12 文献标识码:A目前,含铼的高温铸造镍合金是制造各类燃气轮机工作叶片最有前景的结构材料。

叶片使用过程中为了降低耐热合金表面的氧化速度并保证合金工作叶片叶身承力截面有足够的面积,长久以来一直采用各种类型的渗铝防护层。

但是,根据国外的经验,在高温作用下耐热涂层元素的构成导致了铝涂层下含Re成分超过3-5%的合金表层中出现次反应区。

而次反应区厚度有限的等离子高温铝涂层是否能用于含铼高温合金涡轮工作叶片则是本文研究的重点。

一、研究用的方法按照ГOCT6130-71进行等离子涂层的特性研究。

真空退火后和空气中高温试验后在光学显微镜下分析涂层的微观结构,并用JCMA-733分析涂层的元素组成,用有单能铜射线的X光衍射仪分析复合隔离层的相构成。

当图像的对比度可以确定时即可在“COMPO”状态下用光谱分析仪分析涂层的组织。

此时,原子质量的平均值越大则研究的相位微观结构图片就越亮。

1000℃下500小时内,在ZST2/3-BNЭT设备上确定高温合金持久强度特性,并研究样件在空气中氧化且质量发生变化后涂层的耐热性。

二、研究和讨论的结果含铼高温合金耐热涂层的初选要根据等温耐热性实验的结果来进行。

用金相分析法评价试验后次级反应区的扩散状况和涂层的状态。

如果合金与涂层边界处的次反应区厚度小,则存在或实心的或断续的链条,外观类似碳化物。

耐热试验后研究涂层和次反应区的平均成份,以及磨片上不同相位的元素组成。

因为显示相中铼的含量很高,可以推测出涂层中有铼基固体溶液颗粒。

涂层下还析出了形状和成份都很均匀的ТПУ相,但是铬的含量非常高。

等离子喷涂nicral涂层性能与厚度关系研究

等离子喷涂nicral涂层性能与厚度关系研究

等离子喷涂nicral涂层性能与厚度关系研究针对Nicral涂层性能与厚度的研究,本文着重分析了Nicral涂层性能与厚度之间的关系。

Nicral涂层,也称为铝镁镍合金,是一种由镁、铝和镍组成的复合材料。

因其具有耐腐蚀性、抗氧化性和耐磨性等优点,而广泛应用于航空航天、汽车、电子、造船、化工、石油等十几个行业,其产品形式多种多样,如薄膜、管材、不锈钢板、合金板等,以及其它涂层部件。

Nicral涂层的性能与厚度有着密切的关系。

Nicral涂层的厚度一般介于50~200m之间。

为了保证性能,Nicral涂层厚度要适当增加,但过厚的厚度反而会影响其材料性能,降低材料的力学性能和耐久性能。

因此,厚度过高和过低都是不利的。

Nicral涂层的耐腐蚀性和抗氧化性随着厚度的增加而增强,从而提高材料的使用寿命。

此外,Nicral涂层的热稳定性由厚度来决定,因此,正确选择Nicral涂层的厚度,可以有效延长涂层的使用寿命,达到满足使用的目的。

Nicral涂层的抗磨性受厚度的影响较大,厚度越粗,抗磨性越强,但同时降低耐久性。

因此,厚度必须在一定范围内合理调节,以满足使用要求。

此外,Nicral涂层的抗冲击性也受到厚度的影响。

Nicral涂层厚度超过一定范围,能提高抗冲击性,但也会影响膜层延展性,减少横向伸展性,以致比例度受到影响,因此,要求厚度符合特定的规格和要求。

通过以上介绍,可以看出,Nicral涂层的性能与其厚度密切相关,而且厚度的变化会对材料的性能产生直接或间接的影响,因此必须要有一定的规范,将厚度的变化限定在一定的范围内,以保证材料的使用性能。

根据以上介绍,本文针对Nicral涂层性能和厚度关系进行了研究,以期为Nicral涂层的制造提供技术指导和参考,从而为其应用提供技术保障,达到有效和可持续的用途。

基于以上分析,本文提出如下建议以确保Nicral涂层的高性能:首先,应按照规定的厚度要求,将Nicral涂层厚度控制在有效范围内,以最大程度提高其性能。

等离子喷涂nicral涂层性能与厚度关系研究

等离子喷涂nicral涂层性能与厚度关系研究

等离子喷涂nicral涂层性能与厚度关系研究近年来,随着社会经济的发展,人们对金属材料性能要求越来越高。

而等离子喷涂技术可以在金属表面形成一层保护性涂层,不仅可以提高金属表面的耐腐蚀性,耐磨损性,耐高温性等机械性能,还具有隔离、抗静电、美观等功能。

其中,nicral涂层因其优良的耐蚀性能,低的热膨胀系数和高的抗张强度等优点,已渐渐成为一种值得推广的新型涂层材料。

本文从实验性质上出发,探讨了等离子喷涂nicral涂层不同厚度条件下的涂层性能。

采用等离子技术,在nicral涂层表面进行喷涂加工,以探究不同厚度条件下涂层性能,并采用X射线衍射、扫描电镜、硬度仪、热重分析仪等手段进行性能分析。

通过实验验证,当涂层厚度为50μm时,等离子喷涂nicral涂层的抗腐蚀性能最佳,耐磨损性和抗拉伸强度也较好。

经过半年的实验,研究人员总结出涂层性能与厚度的关系曲线。

可以看出,当涂层厚度低于20m时,涂层的表面强度和耐磨损性能较差,抗拉伸性能也不稳定;当厚度为20μm~50μm之间时,涂层对氧化物粒子的抑制能力、耐磨性能、抗拉强度等特性表现出较为理想的性能;当厚度超过50m时,涂层的表面形貌和抗拉强度发生明显的变化,而且增厚耗时也较久。

在实际应用中,研究人员认为,为了保持涂层的整体性能,等离子喷涂nicral涂层最佳厚度为30μm~50μm之间,这一厚度范围内既可以获得抗腐蚀性、耐磨损性、抗拉强度等优良的涂层性能,又能够在可接受的时间内完成涂层增厚工作。

通过本次实验,研究人员发现了等离子喷涂nicral涂层性能与厚度的关系,为今后应用nicral涂层的工作提供了一定的参考依据。

此外,在未来的研究工作中,研究人员还将继续深入研究不同镀层表面结构对涂层性能的影响,以期获得更加优良的涂层效果。

综上所述,本研究用等离子喷涂nicral涂层的实验证实了不同厚度条件下涂层性能的差异,并确定了最佳涂层厚度范围。

这对今后推广应用nicral涂层有着重要的现实意义,也为今后深入研究等离子喷涂nicral涂层性能提供了重要的理论基础。

涡轮叶片沉淀强化镍基高温合金_解释说明以及概述

涡轮叶片沉淀强化镍基高温合金_解释说明以及概述

涡轮叶片沉淀强化镍基高温合金解释说明以及概述1. 引言1.1 概述涡轮叶片沉淀强化镍基高温合金是一种关键的材料,被广泛应用于航空发动机、燃气轮机和汽车发动机等领域。

由于在高温及大应力环境下的工作要求,这些合金需要具备优异的耐腐蚀性、高温强度和良好的疲劳性能。

沉淀强化技术是提升镍基高温合金性能的重要方法之一。

通过沉淀相析出来增加合金中硬质相的含量,可以有效地提高合金的抗拉强度和耐疲劳性能,从而满足高温环境下复杂工况的需求。

1.2 文章结构本文主要围绕涡轮叶片沉淀强化镍基高温合金展开讨论,内容包括叶片材料特点、沉淀强化原理、实际应用场景以及该技术的解释说明。

进一步阐述了该技术的工艺流程、合金成分设计与选择方法以及最新的沉淀行为和相变研究进展。

此外,在文章最后,还探讨了涡轮叶片沉淀强化镍基高温合金的优势和挑战,并对未来的研究方向及应用前景做出展望。

1.3 目的本文目的在于全面介绍涡轮叶片沉淀强化镍基高温合金技术,包括其工艺流程、优势、挑战以及最新的研究进展。

通过对该技术的详细解释和说明,旨在帮助读者更好地理解和应用涡轮叶片沉淀强化镍基高温合金技术。

同时,本文也致力于提供对未来研究方向及应用前景的展望,为相关领域的科研人员提供参考和启示。

这样撰写之后,文章“1. 引言”部分内容就清晰明了。

2. 涡轮叶片沉淀强化镍基高温合金2.1 叶片材料特点涡轮叶片是一种承受极高温和高速气流冲击的关键组件,因此其材料必须具备优异的高温性能和力学性能。

镍基高温合金由于其良好的耐热性、抗氧化性和抗蠕变性,成为制造涡轮叶片的理想选择。

此外,镍基高温合金还具有较低的热膨胀系数,使得涡轮叶片在高温条件下保持尺寸稳定。

2.2 沉淀强化原理沉淀强化是通过在基体中形成非连续分布的细小颗粒(沉淀相)来增强合金的力学性能。

对于镍基高温合金来说,常用的沉淀相有γ'相和γ"相。

γ'相具有良好的强度和耐热性能,主要由铝和钛等元素组成;而γ"相则可以提供良好的断裂韧性。

一种用于去除航空发动机叶片NiCrAlY涂层的方法

一种用于去除航空发动机叶片NiCrAlY涂层的方法

专利名称:一种用于去除航空发动机叶片NiCrAlY涂层的方法专利类型:发明专利
发明人:惠畅,张江峰,李昌,程鸿雁,唐杰,何绍川,张岩,杨斌
申请号:CN202111256992.0
申请日:20211027
公开号:CN113969405A
公开日:
20220125
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:一种用于去除航空发动机叶片NiCrAlY涂层的方法,包括除积垢、涂保护漆、剥离叶身保护漆、酸洗、去除保护漆、水吹砂以及加热检查的过程,本发明所公开的去除航空发动机叶片NiCrAlY涂层的方法,使用多种工艺结合的方式可在不破坏叶片零件情况下去除涂层,其加工过程简单,操作方便,同时通过涂保护漆保护非喷涂面,对发动机叶片零件在进行涂层去除过程中进行了很好的保护,可在多种发动机叶片涂层的去除工序中推广使用。

申请人:中国航发贵州黎阳航空动力有限公司
地址:550000 贵州省贵阳市白云区黎阳路1111号
国籍:CN
代理机构:贵州派腾知识产权代理有限公司
代理人:刘宇宸
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空气等离子喷涂NiCrCr2C3涂层的制备及抗热震性能

空气等离子喷涂NiCrCr2C3涂层的制备及抗热震性能

空⽓等离⼦喷涂NiCrCr2C3涂层的制备及抗热震性能Hans Journal of Chemical Engineering and Technology 化学⼯程与技术, 2018, 8(5), 336-341Published Online September 2018 in Hans. /doc/35a9ee14a9956bec0975f46527d3240c8447a1f6.html /journal/hjcethttps:///doc/35a9ee14a9956bec0975f46527d3240c8447a1f6.html /10.12677/hjcet.2018.85044Preparation and Thermal Shock Resistance Properties of the APS Sprayed NiCr/Cr2C3CoatingsYuxia Cao1,2*, Jingwei Sun3, Bin Hao1,2, Ruijun Chen1, Wenwu Zhao1,2,Jianyuan Yu1, Jinqiang Liu1, Huijuan Tian1,21Department of Environmental and Chemical Engineering, Tangshan College, Tangshan Hebei2Key Laboratory of Micro-Nano-Material Preparation and Application of Tangshan, Tangshan Hebei3Tangshan Construction Group Pre-Mixed Concrete Co. Ltd., Tangshan HebeiReceived: Sep. 6th, 2018; accepted: Sep. 21st, 2018; published: Sep. 28th, 2018AbstractThe NiCr/Cr2C3 coating was prepared by atmospheric plasma-spray technology. The microstruc-ture, phase composition and thermal shock resistance property were studied by SEM, XRD and muffle furnace. The results show that the NiCr/Cr3C2 composite coating consisted of elongated la-mellae. The main phase compositions of coating were NiCr and Cr2C3. The coating exhibited excel-lent thermal shock resistance property and fulfilled the requirement at 700?C, 800?C and 850?C.KeywordsAPS, NiCr/Cr2C3 Coating, Microstructure, Thermal Shock Resistance空⽓等离⼦喷涂NiCr/Cr2C3涂层的制备及抗热震性能曹⽟霞1,2*,孙景卫3,郝斌1,2,陈瑞军1,赵⽂武1,2,郁建元1,刘进强1,⽥会娟1,21唐⼭学院环境与化学⼯程系,河北唐⼭2唐⼭市微纳⽶材料制备及应⽤重点实验室,河北唐⼭3唐⼭建设集团预拌混凝⼟有限公司,河北唐⼭收稿⽇期:2018年9⽉6⽇;录⽤⽇期:2018年9⽉21⽇;发布⽇期:2018年9⽉28⽇*通讯作者。

涡轮叶片等离子涂层应力分析

涡轮叶片等离子涂层应力分析

涡轮叶片等离子涂层应力分析
唐家鹏;李志永
【期刊名称】《弹箭与制导学报》
【年(卷),期】2010(030)006
【摘要】根据航空发动机涡轮叶片等离子涂层即热障涂层系统在各种工况下的特性,建立了叶片试件的结构模型及有限元模型.利用MSC.Marc软件对热障涂层进行了系统性的分析,分别计算了不同初始无应力状态温度和不同氧化层厚度条件下涂层内部的应力变化情况,从而了解热障涂层的失效特点和其影响因素的作用特点,为提高涂层的寿命提供理论参考.
【总页数】3页(P227-229)
【作者】唐家鹏;李志永
【作者单位】中北大学机电工程学院,太原,030051;北京航空航天大学,北
京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】V232.4
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涡轮叶片材料

涡轮叶片材料

涡轮叶片材料涡轮叶片是涡轮机械中的重要部件,其性能直接影响着整个涡轮机械的工作效率和可靠性。

涡轮叶片材料需要具备一定的耐高温、抗氧化、耐磨损和高强度等特性,以适应高温高压、高速旋转和复杂工况的要求。

目前,涡轮叶片常见的材料主要包括高温合金、镍基合金和钛合金等。

高温合金是通用的涡轮叶片材料,具有良好的耐高温、抗氧化和耐热蠕变能力。

高温合金主要由金属基体和强化相组成,可以在高温环境下保持稳定的力学性能。

高温合金分为镍基高温合金和钴基高温合金两大类,常用的有IN738、IN713和CMSX系列等。

镍基高温合金在航空、航天和能源等领域得到广泛应用,能够满足复杂工况下的高温、高速和高压要求。

镍基合金是一种非常优良的涡轮叶片材料,具有良好的耐高温和抗氧化性能。

镍基合金在高温下具有较高的强度和良好的塑性,能够在极端工况下保持叶片的整体性能。

镍基合金具有良好的可焊性和可加工性,便于加工成复杂形状的叶片结构。

常见的镍基合金有IN718、IN625和IN738等,广泛应用于航空、航天、石油化工和电力等领域。

钛合金是一种轻质高强度的涡轮叶片材料,具有较高的强度和刚度,可以有效减轻叶片的重量,提高其动力性能。

钛合金耐腐蚀性能好,可以适应复杂的工作环境。

钛合金具有良好的可塑性和可加工性,可以制造出复杂形状的叶片结构。

常见的钛合金有Ti-6Al-4V和Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo等,广泛应用于航空、航天和船舶等领域。

综上所述,涡轮叶片材料需要具备耐高温、抗氧化、耐磨损和高强度等特性。

高温合金、镍基合金和钛合金是常见的涡轮叶片材料,各自具有优点和适用范围。

随着科技的不断发展,将会有更多新的材料应用于涡轮叶片制造中,提高涡轮机械的工作效率和可靠性。

超音速等离子喷涂制备热障涂层工艺特点和技术优势

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8、Rhee B G,Sohn H Y.Metal alloy coating:physical,wear-related and other surface characteristics.Hi曲
Temperature Materials and process.2002,2 1(4),2 1 7-227 9、王富耻,王鲁,吕广庶.金属陶瓷功能梯度材料的颗粒界面断裂能量释放率与临界颗粒尺寸的研究,
等离子喷涂层质量强烈地受颗粒性质、速度、温度、熔化程度及它们的统计分布的影响哺1。与普 通等离子喷涂相比,超音速等离子喷涂的突出优势是射流的速度高(超过5马赫),图1为采用 Watchspray CCD在线测试系统测得的超音速等离子射流及粉末粒子的飞行速度、温度及颗粒尺寸分布 等参数和曲线。
图l Watchspray CCD在线测试超音速等离子射流及粉末粒子状态
the 1 5th International Thermal Spray Coference,Nice,France.1 998,3 1 5·328
6、Brzezinski T,Cavasin A,Grenier S,etal.Vaccum plasma sprayed Zr02-based thermal barrier coatings for
此外TBC涂层在禽S、V、X、Na等腐蚀性介质的燃油燃烧环境中,MCrAIY涂层的热腐蚀及由于在与ZrO,
涂层界面处形成的有害的热生长氧化物所导致的生长应力和界面脆性,都将引起TBC涂层系统内部及
界面的早期退化和失效哺1.可以说热障涂层从20世纪70年代的第一代大气等离子喷涂(APS)到20 世纪80年代中期第二代的低压等离子喷涂(LPPS),至90年代的第兰代电子柬溅射物理气相沉积
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应 该 指 出 的是 在 零 电势 并 有 乙 炔 和 氮 时 得 到 的涂 层 的显 微 硬 度 比 同样 的 材 料 在
目前 ,含 铼 的高 温 铸 造 镍 合 金 是 制 化 后 各 类 高 温合 金 的典 型 特 征 。 涂 层 下 它们 可 以保 证 涂 层 元 素 的高 度 均 一性 。 造 各类 燃 气 轮机 工 作 叶片 最 有 前 景 的结 扩 散 作 用 区 的显 微 组 织 是 含 铼 高 温 合 金 扩散 区域结构的微小变化在含有钽氧化 构 材 料 型特征,既次反应区存在个别 “ 舌” 物的隔离层涂层下也同样发生。高温实

素 组成 ,用 有 单 能铜 射 线 的 x光 衍 射 仪 离 层 。 证 的持 久 强 度 特 性 。此 时涂 层 的耐 热 性 分 析 复 合 隔 离层 的相 构 成 。 当 图像 的对 沉 积后 在 1 0 0 0 o C 下做 4 小 时热 处理 。 不 低 于冷凝 一扩散 涂层 的耐 热性 。 比度可 以确 定 时 即可 在 “ C O M P O ” 状态 在 随后 的真 空 热 处 理 或 底 板 电 势 增 应该 指 出的是,在 研究与 带 ( HI + 下用光谱分析仪分析涂层的组织。 此时, 加过程中, 涂层 也 随之 被加 热 ,( Y + Y’) c H 2 ) + HI + A涂层 的 ) I ( C4 7 合金成份相 原子质量的平均值越大则研究 的相位微 相 的均 匀 性 和顺 序 性 增 加 ,并 且 图 表 上 近的合金抗疲劳性时 ,该特性并没有表 观结 构 图片就 越亮 。 1 0 0 0 o C 下5 0 0 z ]  ̄ 时内, 出现 与 碳 化 物 和 氮 化 物 相 对 应 的峰 值 。 现 出降低 。 在Z S T 2 / 3 一 B N 3 T设备 上确 定 高温合 金 持 久 强 度 特性 ,并 研 究 样 件 在 空 气 中 氧化 且质 量发 生 变化后 涂层 的耐 热 性 。 二 、研究 和讨 论 的结果
应 区 。而 次 反 应 区厚 度 有 限 的 等离 子 高 含 铼超 过 5 O % 的相 。 温 铝涂 层 是 否能 用 于 含 铼 高 温 合 金 涡 轮 综 上 ,在 分 析 过 的 合 金 中次 反 应 区 工 作 叶片则 是 本文 研究 的重 点 。 中厚 度最 小 是带 ( Me + C , H , ) 型 等离 子 隔 研 究用 的方法 离 层 的涂层。 因为 以 M e — C r - A 1 一 Y系 合 按照 F O C T 6 1 3 0 — 7 1 进 行 等 离 子 涂 金 为 基 础 的多 成 分 镍 合 金 隔 离 以 前从 来 层 的特 性研 究 。 真空 退 火 后 和空 气 中高 没 有 分 析 过 。 只 对 它 们 的 特 性 做 了 一 些 温 试验 后 在 光学 显 微 镜 下 分 析 涂 层 的 微 研 究 。这 些 涂 层 是 等 离 子 过 程 不 同 工 艺 观 结 构 ,并 用 J c M A 一 7 3 3 分 析 涂 层 的元 参 数 的 C3 6 样 件 ,类 似 于 耐 热复 合 隔
合金表面的氧化速度并保证合金工作叶 状 物,从表 面 向 1 0 0 m处 或更 深处 延 验 的结 果 显 示 ,为 了抑 制 次 反 映 区的 形 片 叶 身 承力 截 面有 足 够 的 面积 ,长 久 以 伸 。 研 究 表 明该 涂 层 在 1 1 0 0 o C氧 化 5 0 0 成可 以采用与被保 护层 同样材料 的耐热 来 一 直 采 用 各 种 类 型 的渗 铝 防护 层 。 但 小 时后 次反 应 区发 展 最 慢 。尽 管 在 宽 度 合金 中间等离子层 ,还 可以使用专用合 是,根据 国外 的经验 ,在高温作用下耐 小 于 1 0 0 I n的 涂 层 下 在 膜 片 区 T兀 y 金 复 合 隔离 层 ,该 合金 采 用 了 比铬 的碳 热涂 层 元 素 的构 成 导致 了铝 涂层 下 含 R e 相 的析 出不 同 ,但 是 应 该 指 出 的 是 只 有 化 物 更 稳 定 的碳 化 物 元 素 。 可见 ,隔 离 成 分超过 3 - 5 % 的合 金 表 层 中 出现 次 反 在 ( H I + C H 2 ) + HI + A涂 层 下 没 发 现 有 层 的选择应该按照涡轮叶片的使用条件
高 新 技 术
铼镍合 金涡轮 叶片 的等离子耐热涂层
郭 亚 丽
( 中航 工业沈阳黎 明航 空发 动机 ( 集 团 )有限责任公 司 数 据 中心 ,辽宁 沈阳 1 1 0 0 4 3)
摘 要 :为 防止 用铼 镍合 金 铸造 的 涡轮 工 作 叶 片在 高温 下发 生氧化 而研 制 了等 离子 耐热 涂层 ,并对 该涂 层 的初 始状 态和 氧化 后状 态的组 织和成 份进 行金 相 分析 和 x 光光 谱分 析 ,从 而得 出适 合 于铼镍 合金 涡轮 叶 片的等 离子耐 热涂层 。 关键 词 :铼镍 合金 ;涡轮 工作 叶片 ;耐 热涂层 中 图分类 号 :T F 1 2 文 献标 识码 :A

来确定 ,特别 是燃气轮机 的规定工作寿 命, 叶身表面的温度 , 热交换的强度等等。 研究 了带 ( H I + C 2 H 2 ) + HI + A涂 层 的耐热合金样件的耐热程度并确定 了其 寿命 。显然,在结构 中加入阻碍次反映 区发展 的复合隔离层即等离子涂层提高 了 C 3 2批产合金样件 的寿命 ,但并没 降 低 C 3 6和 C4 7在 1 0 0 0 时所保
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