高温合金713C厂家告诉你在合金表面涂上防护涂层能够增加合金抗高温与抗腐蚀的能力

发布时间：2022-12-27
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小编在前面的内容中为大家分享了许多关于高温合金复合材料的相关知识，想必大家应该已经有了很多了解了。今天高温合金713C厂家的小编想为大家分享的是金属高温氧化及防护涂层的相关知识。高温合金可以用作制造航空、航天以及动力和石油化学工业中高温工作构件的材料。尤其在航空工业中,广泛用于制造燃气涡轮发动机的高温工作构件,例如,燃烧室、涡轮盘和叶片等。

高温合金713C

1.金属高温氧化理论研究进展
金属高温氧化理论起源于20世纪20年代，Pilling和Bedworth在研究镍、铁和铅等金属氧化时，确认了Tammann的抛物线氧化速度定律普遍适用，同时指出PBR(即金属与其形成的氧化物体积比)是判断金属氧化动力学的一个重要判据，只有当PBR>1时，氧化膜生长才有可能遵循抛物线速度定律。1933年，Wagner提出了带电荷物质的高温氧化厚膜生长的经典抛物线氧化物理论。之后，Mott和 Cabrera提出了低温氧化薄膜生长的动力学理论。Formhold在研究稀土元素氧化时，经过大量实验，推导出均匀电场中的非扩散方程，经验证其理论计算和实验结果相吻合。Douglass整理了几十年的实验结果，发现合金的内氧化出现了很多新现象，主要分为两大类：一是适用于低溶解度积的氧化物的 Wagner内氧化机制;二是适用于高溶解度积的氧化物的Laflamme和Morral内氧化机制。在合金氧化方面的进展还有第三元素对合金氧化的影响，多组分双相合金氧化机制，特别是REE(即反应元素效应)有新的进展。在氧化膜的力学性能及粘附性等方面也有很大的进展，比如Evan等提出的氧化膜粘附性与氧化膜开裂与剥落理论模型。
2.防护涂层
在合金表面施加防护涂层，既能提高合金抗高温氧化与热腐蚀性能，又可保持合金的力学性能，这方面取得了较好的进展，已广泛应用于航空航天、石油化工等领域。这里主要介绍镍基高温合金的防护涂层，包括扩散涂层、包覆涂层、热障涂层及新型高温涂层。扩散涂层是在高温下利用元素的渗透技术，将一些具有保护性的元素(如Al或Cr)扩散到基体中，利用其在高温下与空气中的氧所形成的氧化物来保护基体金属。在扩散涂层的形成过程中，基体参与涂层的形成，基体中的元素进入到涂层中，涂层下面的基体中形成扩散层。扩散涂层包括渗铝涂层、改性铝化物涂层。包覆涂层是利用各种物理的或化学的沉积手段在合金表面直接制备一层保护性薄膜。包覆涂层沉积时基材不参与涂层的形成，只提高与基材的结合力，故涂层成分的选择范围更广。包覆涂层按材料属性可分成金属涂层和陶瓷涂层两类。金属涂层最典型的是MCrAlY涂层。其中M为Fe、Co、Ni或它们的组合，Al用来形成保护性的Al2O3膜，Cr用来促进氧化膜的形成，并提高抗热腐蚀能力，Y用来提高氧化膜的附着力。陶瓷涂层中Al2O3涂层最具代表性。由于Al2O3具有良好的抗氧化性，故在合金表面制备一层Al2O3涂层，可以起到隔离气体介质，阻碍元素在高温下的迁移，直接对基体提供保护，降低合金氧化速度的作用。热障涂层(TBCs)由隔热性能良好的陶瓷氧化物面层和金属粘结底层组成，其作用为降低热端部件的工作温度，防止部件的高温腐蚀，改善材料的抗冷热疲劳性能，从而延长工件的使用寿命。新型耐蚀涂层包括多层涂层、梯度涂层、复合陶瓷、纳米晶涂层、智能涂层和玻璃基涂层等。
以上就是小编今天为大家分享的关于高温合金金属高温氧化及防护涂层的相关知识，希望看完之后能够对大家有所帮助。高温合金如今被广泛应用于航空领域也正是因为它在抗高温抗氧化抗腐蚀等方面都具有很好的性能。