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Ti65合金磷酸盐涂层抗高温氧化性能研究

2020-03-31李佳忆孔令艳刘建荣熊天英

表面技术 2020年3期

李佳忆,孔令艳,刘建荣,熊天英

(1.中国科学院金属研究所,沈阳 110016;2.中国科学技术大学 材料科学与工程学院,沈阳 110016)

Ti65合金是一种设计使用温度在 600~650 ℃的近 α型高温钛合金[1-2],具有密度低、比强度高和高温力学性能优良等优点,用于航空发动机中的轮盘、叶片或整体叶盘等,以减轻航空发动机的质量,增加燃油效率[3-7]。然而,Ti65合金抗高温氧化性能不足,尤其当使用温度超过 600 ℃时,表面会形成不具有保护性的 TiO2氧化膜,氧渗透到基体与钛形成固溶体,导致合金变脆,严重影响合金的力学性能,因此目前 Ti65合金仍处于工程化研究阶段。采用有效的表面防护技术提高其抗高温氧化性能,是解决这一问题的重要途径。

磷酸盐涂层具有耐高温(1300~1600 ℃)、耐腐蚀和耐磨损的优异性能[8-12],利用磷酸盐粘结性能,可以将多种颗粒粘结在一起涂附到基体上,制备成多功能复合涂层。TIAN等[13-14]使用磷酸铝作为粘结剂,Al2O3和 Cr2O3混合颗粒作为填料,在 Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V钛合金上制备了磷酸盐涂层,结果表明,磷酸盐涂层作为阻挡层,提高了基体的抗氧化性能。KONG等[15]以磷酸盐为粘结剂,通过添加纳米级的SiO2、Al2O3、Cr2O3、SiC和黏土等陶瓷骨料,在TiAl合金基体上制备耐高温陶瓷涂层,基体表面形成了以Al2O3为主的连续致密氧化膜,有效地阻挡了氧元素向基体的扩散。王云鹏等[16]以正硅酸乙酯改性的磷酸二氢铝为粘结剂,铝粉为填料,在高强钢上制备了含铝磷酸盐涂层,结果表明,中性盐雾腐蚀1000 h后,涂层表面无腐蚀产物生成,并且在600 ℃氧化100 h下具有良好的抗高温氧化性能。……

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