模拟燃气热冲击条件下搪瓷基复合涂层的防护机理研究

作者：郭策安; 陈明辉^*; 廖依敏; 苏北; 谢冬柏; 朱圣龙; 王福会

来源：金属学报, 2018, 54(12): 1825-1832.

• 搪瓷复合涂层
• 高温腐蚀
• Al2O3
• NiCrAlY
• 热冲击

在K38G高温合金基体上分别设计涂覆了75%搪瓷釉+25%Al2O3(E25A)和70%搪瓷釉+20%Al2O3+10%NiCrAlY (E20A10M) 2种搪瓷基复合涂层,对比研究了2种搪瓷基复合涂层在900℃下模拟燃气热冲击条件下的防护机制。热冲击的火焰采用C3H8+O2混合气体产生,喷射到试样涂层表面的压力为0.4 MPa,火焰喷射到试样涂层达到900℃后保持15 s,而后空气中冷却120 s为一个热冲击循环周期。结果表明,经燃气冲击150 cyc后,2种涂层与合金基体界面结合牢固,表现出优异的抗界面剥落能力。其中,E25A涂层热冲击前后的涂层组织结构无明显变化,表面完好,Al2O3第二相的加入提高了搪瓷的高温稳定性;而E20A10M涂层热冲击后表面产生了孔洞、开裂,发生了轻微的表层剥离。金属粉与搪瓷的界面反应Cr(NiCrAlY)+ZnO(enamel)→CrO(interface)+Zn↑,致使涂层表面鼓包,在燃气切应力和界面热应力作用下,表层金属颗粒以及搪瓷发生剥离。

• 单位
  中国科学院金属研究所; 沈阳理工大学; 新疆警察学院; 东北大学