超超臨界汽輪機(jī)葉片(Ti,Al)N-TiN涂層結(jié)構(gòu)與抗氧化性能研究.pdf

1、超超臨界汽輪機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展對其葉片工作溫度提出了越來越高的要求,為提高葉片服役穩(wěn)定性和延長其使用壽命,采用脈沖偏壓電弧離子鍍低溫沉積技術(shù)在超超汽輪機(jī)葉片用鋼1Cr11MoNiW1VNbN上制備了(Ti,Al)N/TiN涂層。參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T13303-91和HB5258-2000并根據(jù)超超臨界汽輪機(jī)葉片實(shí)際工況與性能要求對(Ti,Al)N/TiN涂層實(shí)施了700℃×1000h的恒溫氧化試驗(yàn)和700℃×200次的循環(huán)氧化試驗(yàn)。采用掃描電

2、鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、X射線衍射儀(XRD)及顯微硬度儀等方法研究了(Ti,Al)N/TiN涂層的組織結(jié)構(gòu)及其力學(xué)性能,并著重對其抗氧化性能及其氧化機(jī)制進(jìn)行了深入的分析和研究,為(Ti,Al)N/TiN涂層應(yīng)用于超超臨界汽輪機(jī)葉片的防護(hù)提供了一定的理論儲(chǔ)備和技術(shù)支持。
　　 所制備的(Ti,Al)N/TiN涂層由TiN過渡層和(Ti0.7Al0.3)N表層組成,涂層整體厚度約4μm,其中TiN過渡層厚度為1μm。涂層為

3、B1型(NaCl)單相結(jié)構(gòu),具有(220)擇優(yōu)取向。涂層表面光滑均勻致密,厚度均勻,與基體結(jié)合界面結(jié)合良好。TiN過渡層的設(shè)計(jì)有效減少了(Ti,Al)N涂層與基體之間的應(yīng)力集中,提高了涂層和基體的界面結(jié)合強(qiáng)度。涂層具有高達(dá)Hv2829.8的顯微硬度,表明涂層具有良好的抗固體顆粒沖蝕性能。高溫氧化的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,經(jīng)700℃下氧化1000小時(shí)后,(Ti,Al)N/TiN表面生成一層致密的以金紅石型TiO2和Al2O3為主的保護(hù)性氧化膜,氧化