鹽霧腐蝕對 NiCoCrAlY 涂層性能的影響

                               鹽霧腐蝕對 NiCoCrAlY 涂層性能的影響
利用中性鹽霧試驗對物理氣相沉積制備的NiCoCrAlY 防護涂層進行常溫腐蝕，研究了常溫鹽霧腐蝕對 NiCoCrAlY 涂層的微觀形貌以及高溫性能的影響。試驗結果表明：經過鹽霧腐蝕的涂層表面的均勻性和完整性均被破壞，涂層表面產生了大量的腐蝕坑；高溫循環氧化以后，表面形成的 Al2O3 氧化膜變得粗糙、破碎且不連續，而且氧化膜容易剝落，降低了涂層的高溫抗氧化能力，縮短了涂層的使用壽命。
MCrAlY涂層（M 為Ni，或Co，或Ni＋Co）是近年來上倍受重視的耐高溫氧化和耐燃氣腐蝕涂層。該涂層既可以作為單獨的涂層應用在飛機發動機葉片上，也可以作為新興的熱障涂層系統的中間粘結層，具有十分重要的實際應用價值［1～2］。涂層中M 的種類可以為 Fe,Ni,Co等，或者合金，由于Ni具有*的緩和熱應力的能力，而Co具有優良的抗氧化和腐蝕性能，因此一般采用Ni，Co兩種金屬的合金。涂層組元中Cr的存在可以促使Al2O3氧化膜的生成以保證涂層的抗氧化性；但是過高的Al含量又會導致MCrAlY合金的脆性增大，因此加入微量元素Y可以起到氧化物釘扎和細化晶粒的作用，從而提高熱循環條件下Al2O3膜與基體的結合力，改善涂層的性能［3～4］。
  由于 NiCoCrAlY 涂層用于飛機發動機葉片上，所以一般考慮的是其抗高溫氧化和抗熱腐蝕的能力，很少去考慮常溫下的腐蝕對其產生的影響。而在實際應用中，飛機大部分時間只是在常溫狀態下停留在機場上，因此研究自然大氣環境腐蝕對MCrAlY涂層高溫使用壽命的影響，對建立具有實用價值的涂層失效模型具有十分重要的意義。本文利用常溫鹽霧對NiCoCrAlY涂層進行預先的腐蝕，然后進行高溫循環氧化，以觀察常溫腐蝕對該涂層的微觀形貌以及高溫性能產生的影響。
1、試驗
基體合金為DZ125鎳基高溫合金，NiCoCrAlY涂層采用電子束物理氣相沉積方法制備，其化學成分示于表1
表1 NiCoCrAlY涂層的化學成分
元素               Ni    Co    Cr    Al   Y
質量分數桙％ 52    24    15    8    1