在高温氧化下DD9单晶超合金-热屏障涂层系统的微结构演化和损伤机制:与DD6进行比较研究

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 高温材料 高温材料
• 表面工程是什么?表面工程是什么?

背景情况:

• 基于的单晶超合金对于轮机叶片等高温应用至关重要.
• 热屏障涂层 (TBC) 对于保护这些超级合金免受极端环境的影响至关重要.
• 了解超合金-TBC系统的长期氧化行为对于预测元件寿命至关重要.

研究的目的:

• 在高温氧化下研究DD9-TBC系统的微结构演变和损伤机制.
• 为了对DD9-TBC与DD6-TBC系统的氧化行为进行比较分析.
• 确定关键的高温服务缺点,并为优化下一代TBC系统提供基础.

主要方法:

• 在1050°C的高温氧化试验.
• 氧化超合金-TBC系统的微结构分析.
• 氧化动力学和界面现象的比较分析.

主要成果:

• 两种DD9和DD6系统都表现出类似的氧化机制,形成混合的氧化物和Al2O3层.
• 长期的氧化导致热培养氧化物 (TGO) 积累,增加裂纹和裂纹裂纹的风险.
• 基质结合层界面间扩散区 (IDZ) 和二次反应区 (SRZ) 持续增长,TCP阶段沉会损害机械性能.
• 与DD6相比,DD9在800小时后表现出优越的长期氧化抵抗,这是由于更好的耐温性和稳定性.

结论:

• 长期氧化DD9和DD6TBC系统导致TGO生长和界面降解.
• 与DD6相比,DD9在长时间内表现出更好的高温稳定性和抗氧化能力.
• 结果为轮机叶片寿命评估提供实验支持,并为优化先进超合金-TBC系统提供理论基础.