不同激光加工工艺的DD406单晶高温合金气膜孔高温氧化行为

TG146.1+5; 长寿命民机及地面燃气轮机涡轮叶片在工作过程中长期受到高温氧化的影响,使其在复杂工况下表面强度大幅度降低,服役寿命明显缩短,因此高温抗氧化性能是涡轮叶片应用中必须考虑的重要性能指标.本课题研究毫秒和皮秒激光加工工艺下DD406镍基单晶高温合金气膜孔结构在980℃和1100℃下的高温氧化行为,得到相应定量氧化动力学以及氧化物微观组织结构演化规律,揭示不同制孔工艺下气膜孔结构的氧化机理差异,为服役工况下叶片强度寿命模型的建立提供基础.结果表明:毫秒工艺下的气膜孔结构氧化速率显著高于皮秒工艺,不同工艺的氧化动力学曲线均遵循抛物线或直线规律;毫秒工艺下,氧化初期外层快速生成(Ni,...

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Published in航空材料学报 Vol. 42; no. 2; pp. 29 - 40
Main Authors 杨一哲, 杨昭, 赵云松, 裴海清, 李萌, 杨艳秋, 温志勋, 岳珠峰
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 西北工业大学 力学与土木建筑学院, 西安 710072%陆军装备部驻北京地区航空军代室, 北京 100039%中国航发北京航空材料研究院 先进高温结构材料重点实验室, 北京 100095 01.04.2022
Subjects
DD406单晶高温合金;涡轮叶片气膜孔;激光打孔;氧化动力学;氧化机理
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ISSN1005-5053
DOI10.11868/j.issn.1005-5053.2022.000010

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Summary:TG146.1+5; 长寿命民机及地面燃气轮机涡轮叶片在工作过程中长期受到高温氧化的影响,使其在复杂工况下表面强度大幅度降低,服役寿命明显缩短,因此高温抗氧化性能是涡轮叶片应用中必须考虑的重要性能指标.本课题研究毫秒和皮秒激光加工工艺下DD406镍基单晶高温合金气膜孔结构在980℃和1100℃下的高温氧化行为,得到相应定量氧化动力学以及氧化物微观组织结构演化规律,揭示不同制孔工艺下气膜孔结构的氧化机理差异,为服役工况下叶片强度寿命模型的建立提供基础.结果表明:毫秒工艺下的气膜孔结构氧化速率显著高于皮秒工艺,不同工艺的氧化动力学曲线均遵循抛物线或直线规律;毫秒工艺下,氧化初期外层快速生成(Ni,Co)O,此阶段反应速率主要由NiO的生长过程控制,之后形成典型(Ni,Co)O-尖晶石相层-α-Al2O3典型三层结构;内α-Al2O3层下方及γ'相消失层存在较多孔洞,导致氧化层易剥落;皮秒工艺下,氧化初期快速生成不连续α-Al2O3,随后相互连接,形成连续致密α-Al2O3层.
ISSN:1005-5053
DOI:10.11868/j.issn.1005-5053.2022.000010