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新型钴基合金表面Al-Si-Dy共渗涂层抗高温腐蚀行为及失效机理
结题报告
批准号:
51971015
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
周春根
依托单位:
学科分类:
金属材料使役行为与表面工程
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
周春根
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中文摘要
具有γ/γ’共格组织的Co-Al-W基合金具有良好的高温力学性能,是制造燃气涡轮发动机等动力装置热端部件的理想高温结构材料之一,但高温抗腐蚀性差是制约其工程应用的主要瓶颈问题,迫切需要开展其表面高温防护涂层的研究。本项目针对新型钴基合金表面Al-Si-Dy高温防护涂层, 拟研究包埋渗工艺参数对Al-Si-Dy共渗涂层相组成、形貌、成分分布及生长动力学的影响规律,阐明涂层的组织形成机理;研究Al-Si-Dy涂层的高温腐蚀热力学与动力学、氧化膜的组织结构、氧化膜的生长机制及粘附性,揭示涂层的抗高温腐蚀机理,研究互扩散导致Al-Si-Dy涂层与基体界面组织结构的演化,建立钴基合金与涂层扩散反应动力学模型;研究环境因素及涂层与基体的互扩散对Al-Si-Dy共渗涂层服役寿命影响规律,揭示涂层的失效机理及主要影响因素,为发展钴基高温合金表面具有良好抗高温防护涂层材料与结构的涉及理论与方法奠定基础。
英文摘要
Cobalt-based superalloys with a γ/γ′microstructure are great potential structural materials for aero-engine blades due to their good mechanics properties. However, a major barrier to the high temperature applications of the Co-Al-W alloys is their poor oxidation resistance. Therefore, it is required to investigate high temperature corrosion behavior and failure mechanism of the coating on the Co-Al-W alloys. The aim of this study is to investigate effect of pack cementation parameters on phase constitution, morphology, composition distribution and growth kinetics of Al-Si-Dy coating, formation mechanism for the microstructure of the coating will be revealed. Corrosion thermodynamics and kinetics of the coating, oxide microstructure, oxide growth mechanism, as well as adherence, will be investigated. Oxidation and corrosion resistant mechanism of the coating will be explored. The impact of mutual diffusion on microstructural evolution at the interface between the coating and the substrate will be explored, and the diffusion-reaction kinetics model will be set up.At last, effects of environmental factors and interdiffusion on lifetime of the coating are investigated. The coating failure mechanism and the major effect factors are clarified. This project lays the foundation for developing the material and structure design theory and method for the protective coating on novel Co-based alloys.
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专利列表
DOI:10.1016/j.corsci.2021.110077
发表时间:2021-12
期刊:Corrosion Science
影响因子:8.3
作者:K. Feng;Zheng Chen;Meifeng Li;Mingyue Chen;Chungen Zhou
通讯作者:K. Feng;Zheng Chen;Meifeng Li;Mingyue Chen;Chungen Zhou
DOI:10.1016/j.corsci.2021.109422
发表时间:2021-03
期刊:Corrosion Science
影响因子:8.3
作者:K. Feng;Meifeng Li;Mingyue Chen;Zhen Li;J. Sha;Chungen Zhou
通讯作者:K. Feng;Meifeng Li;Mingyue Chen;Zhen Li;J. Sha;Chungen Zhou
DOI:10.1016/j.surfcoat.2020.126519
发表时间:2020-10
期刊:Surface & Coatings Technology
影响因子:5.4
作者:X. Qi;Q. Hou;Mingyue Chen;Simin Zhu;Meifeng Li;Chungen Zhou
通讯作者:X. Qi;Q. Hou;Mingyue Chen;Simin Zhu;Meifeng Li;Chungen Zhou
DOI:https://doi.org/10.1016/j.corsci.2020.108431
发表时间:2020
期刊:Corrosion Science
影响因子:--
作者:Mingyue Chen;kanglu Feng;Meifeng Li;Chungen Zhou
通讯作者:Chungen Zhou
Alx(CoCrCuFeNi)100-x高熵合金的高通量制备及抗氧化腐蚀成分优化设计
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    周春根
  • 依托单位:
Ni-Al/Re-Ni复合涂层在高温碳化气氛下的阻扩散行为及失效机理研究
  • 批准号:
    51671014
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    周春根
  • 依托单位:
Nb-Si基合金超高温涂层失效与热防护机理研究
  • 批准号:
    51431003
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    350.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    周春根
  • 依托单位:
Nb-Si基合金超高温涂层失效与热防护机理研究
  • 批准号:
    U1435201
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    150.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    周春根
  • 依托单位:
钴铝钇共渗涂层组织形成机理及抗高温腐蚀行为研究
  • 批准号:
    51371021
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    82.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    周春根
  • 依托单位:
铌基超高温合金/硅化物涂层界面扩散动力学及互扩散行为研究
  • 批准号:
    51171010
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    周春根
  • 依托单位:
Pt/Ru提高NiAl粘结层抗氧化和抑制元素互扩散及起皱的协同作用机理研究
  • 批准号:
    50971013
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    34.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    周春根
  • 依托单位:
Al2O3/Mo(Al,Si)2复合涂层抗氧化和抑制元素互扩散功能实现机制及失效机理研究
  • 批准号:
    50871010
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    31.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    周春根
  • 依托单位:
一种具有高效隔热及耐蚀性能的新型纳米多层热障涂层研究
  • 批准号:
    50546030
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    8.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    周春根
  • 依托单位:
纳米氧化锆基复合涂层的优化设计及热物性研究
  • 批准号:
    50176005
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    23.0万元
  • 批准年份:
    2001
  • 负责人:
    周春根
  • 依托单位:
国内基金
海外基金