定向凝固用BaZrO3复合模壳致密性及抗TiAl侵蚀性

作者：李凯; 熊富豪; 陈光耀; 张如林; 鲁雄刚; 李重河

来源：稀有金属材料与工程, 2019, 48(11): 3548-3555.

• TiAl合金
• BaZrO3
• 致密性
• 界面渗透层

TiAl合金具有高化学活性,与传统的耐火材料会发生不同程度的化学反应,并限制其在定向凝固铸件中的生产应用。以自合成的BaZrO3粉料作为模壳面层耐火材料(钇溶胶为粘结剂),Al2O3为背层耐火材料(硅溶胶为粘结剂)制备BaZrO3复合模壳。研究BaZrO3粒度对模壳面层致密性的影响、合金定向凝固过程后渗透层形貌以及合金中的污染元素含量。通过光学显微镜(OM)、扫描显微镜(SEM)、能谱(EDS)仪、X射线衍射(XRD)仪、阿基米德原理、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)和氮氧仪(IGI,LECOTC-436)等手段分析面层微观组织结构及孔隙率、模壳与合金界面组织形貌以及成分、合金污染元素的含量。结果表明,细粒度颗粒作为涂层的模壳经过高温烧结后涂层表面更加致密光滑,颗粒之间孔隙数量减少及尺寸减小,孔隙率由优化前的17.3%降低为13.5%;优化后模壳的面层厚度从1000μm(2层)提高为3500μm (4层);BaZrO3面层与Al2O3背层之间的粘结层厚度从300μm提高至1200μm,面层与背层基体粘结性增强;优化后模壳与合金的界面渗透层从优化前的900μm降低为300μm,合金熔体的渗透被限制在模壳面层,无合金液渗入背层;合金中的Ba、Zr、O含量由89、16800、7586μg/g减小为28、4760、3690μg/g。

• 单位
  上海大学; 上海电机学院