论文部分内容阅读
MCrAlY合金涂层因具有耐氧化、抗腐蚀等一系列优异的特性,在表面防护领域有着广泛应用。但是,传统MCrAlY涂层由于其硬度等力学性能较低,从而导致其耐磨损和抗气蚀性能无法满足日益苛刻的工况需求。本文采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)制备了两种新型硬质颗粒增强的CoCrAlYTaCSi和CoCrAlYTaCSi-Al2O3涂层,考察了不同参数对涂层的相组成、显微组织和力学性能的影响,研究了其在海水中的腐蚀性能以及在多种流体介质中的气蚀性能,并对其气蚀机理和腐蚀-气蚀耦合损坏机制进行了分析。主要研究内容如下:1.采用HVOF制备了CoCrAlYTaCSi和CoCrAlYTaCSi-Al2O3涂层,分别考察了不同喷涂参数对制备的涂层的物相组织和力学性能的影响。结果表明:不同喷涂参数制备的CoCrAlYTaCSi和CoCrAlYTaCSi-Al2O3涂层的组成相无明显差别,而涂层的致密度、硬度和强度等力学性能则随着喷涂功率的增加而显著提升。2.利用超声波振动气蚀试验机对比研究了两类Co基涂层和铸铝基材在去离子水和航空煤油中的气蚀性能。研究结果表明:CoCrAlYTaCSi-Al2O3粉末由于熔点较高,在较低的喷涂功率下难以熔化,导致涂层中孔隙较多,使其的抗气蚀性能不如相同喷涂功率制备的CoCrAlYTaCSi涂层。但是,高功率制备的CoCrAlYTaCSi-Al2O3涂层由于兼具高致密度和高力学性能而表现出最好的抗气蚀性能。铸铝因组织不均匀、力学性能较低,表现出非常差的气蚀抵抗力。由于在航煤中,高冲击力的空泡难易形成,所以材料的气蚀损失都显著降低,抗气蚀性能更好的涂层材料的降低幅度更大。3.利用电化学工作站研究了Co基涂层在海水中的腐蚀性能,并采用超声波振动气蚀试验机评价了它们在海水中气蚀性能。研究结果表明:涂层在喷涂过程中预生成的少量氧化物可使其具有更强的钝化膜生成能力和阻碍涂层中的电荷转移的能力,因此提高了涂层的耐腐蚀性能。此外,涂层表面在海水中形成的适度腐蚀膜可一定程度上减轻其气蚀损坏程度,展现出比在去离子水中更高的气蚀抵抗力。