Оверлейное покрытие
Cтраница 1
Оверлейные покрытия наносятся методами плазменного напыления металлических порошков или физического осаждения из паровой фазы при испарении электронным пучком. [1]
Внешние оверлейные покрытия отличаются от диффузионны тем, что не требуют формирования диффузионной зоны н границе раздела покрытия с подложкой для получения покры тия нужного состава или структуры. Скорее на поверхност подложки наносится слой материала заранее заданного сое тава, необходимого для получения защитной пленки оксидно. В настоящее времз наиболее распространенными методами нанесения оверлейные покрытий являются физическое осаждение из паровой фазь: ( PVD) и плазменное напыление. [2]
В литературе описаны оверлейные покрытия с относительно высоким содержанием хрома ( 30 % ( по массе)), включая покрытия типа МеСгХ [31] и MeCrAlY [32]; все они относятся к покрытиям, защитное действие которых обусловлено преимущественным образованием оксида хрома. Все покрытия из высокохромистых сплавов на основе кобальта, никеля и железа могут служить эффективной защитой против низкотемпературной горячей коррозии. [3]
 |
Сопротивление окислению NiCoCiAlY покрытия на подложках из разных суперсплавов. [4] |
Разработка новых MeCrAlY оверлейных покрытий в основном заключаются в изучении влияния добавок элементов, улучшающих сопротивление окислению. Модифицированные NiCoCrAlY покрытия, содержащие, например, кремний, танта; и. В настоящее время уже разработаны такие композиции, которые ограничивают взаимную диффузию элементов межд покрытием и подложкой и обеспечивают повышенную высокотемпературную прочность покрытия, что необходимо для улучшения сопротивления термоусталости. [5]
Ни один из известных методов нанесения оверлейных покрытий, однако, не может быть использован для осаждения защитных покрытий на внутренние каналы аэродинамических деталей с пленочным охлаждением. В этом случае для обеспечения полной защиты детали применяются гибридные покрытия, состоящие из оверлейных покрытий на внешних поверхностях детали и алюминидных покрытий, наносимых из паровой фазы, - на внутренних. Гибридные покрытия плучают все более широке распространение в промышленности для защиты суперсплавов. Такие покрытия состоят из двух или более слоев разного состава, наносимых одним и тем же или разными методами. Их применение позволяет обойти осложнения, связанные с нежелательной взаимной диффузией элементов покрытия и подложки и, тем самым, преодолеть ограничения на применение оверлейных покрытий. [6]
Можно сделать вывод, что из всех оверлейных покрытий, защитные свойства которым придает присутствие на поверхности пленки оксида алюминия, наибольшей стойкостью к горячей коррозии обладают покрытия с максимально возможным для данного уровня механических свойств содержанием хрома, в которые, кроме того, для оптимизации служебных характеристик с учетом конкретной рабочей среды и конкретного типа подложки добавлены такие элементы, как иттрий, кремний, платина и гафний. [7]
 |
Сопротшвлевше or мел ем ню покрытшй на подложке шз суперсплава на основе вшкеля. [8] |
Первонг чально полагали, что состав и служебные характеристик оверлейных покрытий не зависят от состава подложки. Однг ко оказалось, что это не совсем верно, особенно при высс ких температурах, когда скорость диффузии велика. [9]
За счет увеличения толщины покрытия, что возможно при использовании технологий нанесения оверлейных покрытий, достигается повышение долговечности деталей с покрытиями в коррозионных условиях. [10]
Присущая процессу плазменного распыления при низком давлении практически неограниченная возможность варьировать состав наносимого покрытия дает возможность подбора оптимального состава оверлейного покрытия для каждого конкретного сплава подложки и определенных рабочих условий. [11]
Метод физического осаждения из паровой фазы был разработан в 60 - х годах как один из первых методов нанесения внешних оверлейных покрытий. В настоящее время обычной процедурой при нанесении покрытий на аэродинамические поверхности деталей турбин является электронно-лучевое испарение осаждаемого материала. Испарение заготовки подходящего состава осуществляется в вакууме с помощью сфокусированного электронного пучка. Обрабатываемые детали перемещаются в облаке паров металлов, конденсирующихся на предварительно подогретой поверхности подложки. [12]
 |
Сопротивление окислению NiCoCiAlY покрытия на подложках из разных суперсплавов. [13] |
Кроме прекрасной стойкости к окислению большим досто инством MeCrAlY покрытий по сравнению с диффузионнымр алюминидными покрытиями при высокотемпературном примене нии является их более высокая температура плавления практически не зависящая от состава и свойств подложки При этом плавление диффузионной зоны при более низкой чем для объема самого оверлейного покрытия, температуре не происходит. В то время как температура начала плавле ния большинства диффузионных алюминидных покрытий состав ляет 1121 - 1204 С, оверлейные покрытия выдерживают 1288 С без каких-либо признаков плавления. Однако высо кая температура плавления оверлейных покрытий достигается ценой очень низкой высокотемпературной прочности, что может приводить к термоусталостному растрескиванию при циклических условиях работы. [14]
Ни один из известных методов нанесения оверлейных покрытий, однако, не может быть использован для осаждения защитных покрытий на внутренние каналы аэродинамических деталей с пленочным охлаждением. В этом случае для обеспечения полной защиты детали применяются гибридные покрытия, состоящие из оверлейных покрытий на внешних поверхностях детали и алюминидных покрытий, наносимых из паровой фазы, - на внутренних. Гибридные покрытия плучают все более широке распространение в промышленности для защиты суперсплавов. Такие покрытия состоят из двух или более слоев разного состава, наносимых одним и тем же или разными методами. Их применение позволяет обойти осложнения, связанные с нежелательной взаимной диффузией элементов покрытия и подложки и, тем самым, преодолеть ограничения на применение оверлейных покрытий. [15]
Страницы: 1 2