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双送粉激光熔覆CoCrAlSiY/YSZ梯度涂层微观组织及热振性能

2021-08-16

中国机械工程 2021年15期

王 涛 朱 磊 唐 杰 王 浩 吴 军

1.中国民航大学航空工程学院,天津,3003002.中国民航大学工程技术训练中心,天津,300300

0 引言

MCrAlY(M=Ni、Fe、Co等)作为优秀的涂层材料,具有优异的耐高温性能、耐腐蚀性能和抗氧化性能,常用于保护涡轮机部件[1-2]。航空发动机涡轮叶片长期在高温、高速和高压的恶劣环境中工作,容易出现氧化、断裂、磨损等缺陷,为延长叶片的使用寿命,通常在叶片表面制备热障涂层以提高它们的高温耐磨、耐腐蚀、抗热振等性能[3]。热障涂层目前主要分为双层结构、多层结构和梯度结构。双层结构热障涂层,工作中易出现界面分层失效;多层结构抗热振性能改善不明显,且工艺复杂;梯度结构的成分和热物性连续变化,能有效缓解性能突变,抗氧化和热振性能良好,能显著提高涂层工作性能[4-5]。

目前,制备热障涂层的主要方法有等离子喷涂、电子束物理气相沉积和激光熔覆等[6]。等离子喷涂制备的热障涂层具有良好的隔热性,但它与基材为机械结合,结合强度低,工作过程中涂层与基体易发生脱落。与等离子喷涂相比,电子束物理气相沉积制备的热障涂层抗热振性良好,结合强度高,但沉积速率较低,并且由于受元素蒸气压力影响,制备时涂层成分不易控制[7-8]。激光熔覆技术与等离子喷涂、电子束物理气相沉积技术相比,其操作简单,制备的涂层具有组织致密、稀释度小和结合强度高等特点[9-12],另外,激光熔覆材料选择多,应用前景广阔。

国内外研究者对激光熔覆制备热障涂层进行了研究。……

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