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包覆型MCrAlX涂层的退除与修复技术研究

蔡妍  
【摘要】: 本论文主要研究包覆型高温防护涂层退除技术,包括物理退除方法、化学退除方法以及各种退除方法对基体合金力学性能的影响,评价再涂覆后涂层的结合力、抗氧化性能及抗热腐蚀性能的优劣。本工作主要采用不同的化学退除法,系统的研究包覆型MCrAlX涂层的修复工艺,探讨化学退除方法的作用机理。 利用X-射线衍射(XRO)分析涂层的相结构变化;扫描电镜(SEM)分别观察涂层表面和截面形貌;能谱(XPS)分析涂层界面中各个元素成分分布,结果表明:采用以硝酸和三氯化铁为主的化学溶液能成功退除包覆型涂层并且不影响基体合金的显微组织结构和力学性能;经过抗氧化、抗热腐蚀、抗热冲击试验表明化学退除及再涂覆不影响涂层的高温防护性能。 采用时效前后的试样进行涂层退除及再涂覆研究,根据涂层组分元素及涂层的状态进行退除溶液的选择。结果表明:针对不同状态下的涂层,由于涂层微区成分和形貌的变化,应该采用不同化学组分的退除溶液。涂层经过时效后,其中Cr元素的含量大增,以HF和HNO_3、Fe为主的8~#溶液适合退除时效前的涂层,以HNO_3和FeCl_3为主的9~#、10~#溶液适合于退除时效后的涂层。 通过减重法(△G)研究退除涂层质量与时间的关系,描述退除涂层速率的大小;对退除溶液进行能谱分析(电感耦合等离子体发射光谱法),测定镍、铬、铝、钇、硅等元素的含量,探讨退除溶液的作用机理。各个元素的标准电位不同,从而涂层中元素与退除溶液反应的退除速率不同。 由于零件具有不规则的形状,需要对于零件无涂层部位的防护,以免被化学退除溶液侵蚀局部保护。


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