● 摘要
在热障涂层的服役过程中,面临着环境腐蚀、高温氧化、磨损、外来物冲击等因素的影响,一定时间后涂层会出现退化或失效;同时,在涂层制备过程中,也会由于工艺条件限制、设备问题、喷涂条件等因素导致涂层制备质量的不合格。如果能够对不合格或失效的涂层进行去除,在原来的叶片或基体上再涂覆,就可以极大地降低发动机制造及维护的成本。本论文采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)方法在DZ125镍基高温合金上制备了CoCrAlY金属涂层。通过化学腐蚀、吹砂和砂纸打磨三种方法将首次涂覆氧化后的涂层去除不同深度,利用相同的工艺重新制备了CoCrAlY涂层(再涂覆CoCrAlY涂层)。研究了1050 ℃高温条件下,再涂覆CoCrAlY涂层与DZ125合金基体界面的互扩散行为和抗氧化行为。结果表明,去除的深度对再涂覆涂层与合金界面的扩散和抗氧化行为有重要影响。再涂覆涂层经高温氧化后形成的贫铝区厚度均小于首次涂覆涂层,且去除的深度越浅,贫铝区的厚度越薄。氧化后形成互扩散区的厚度与去除深度密切相关:当涂覆前去除位置为IDZ区顶部或氧化后涂层时,再涂覆后涂层经高温氧化后形成的IDZ区厚度明显高于首次涂覆或去除位置为IDZ区底部的再涂覆涂层,且IDZ/基体界面处形成大量的MC型碳化物;当涂覆前去除位置为IDZ区底部时,再涂覆涂层经高温氧化后形成的IDZ区厚度与首次涂覆涂层相当。去除至不同深度再涂覆涂层氧化后形成的互扩散区中β相的硬度值大于HV 600,硬度从高到低依次为:去除至IDZ顶部、去除至氧化后涂层和IDZ底部、DZ125合金上首次涂覆。综合考虑氧化后形成的贫铝区和氧化膜厚度大小,涂层中Al元素的高低以及形成的IDZ区化学成分、厚度和硬度等因素,尽管去除量较大,但是在再涂覆过程中,涂层应尽可能的去除至IDZ区的底部,以便再涂覆后获得良好的抗高温氧化性能和较长的热循环寿命。
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