【摘 要】
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高温合金是一种可以在持续高温下使用的金属材料,其本身具有很多优良的特性,如抗高温氧化腐蚀、抗热疲劳性能、良好的热塑性、耐应力腐蚀等,在航空发动机、燃气轮机及烟气轮
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高温合金是一种可以在持续高温下使用的金属材料,其本身具有很多优良的特性,如抗高温氧化腐蚀、抗热疲劳性能、良好的热塑性、耐应力腐蚀等,在航空发动机、燃气轮机及烟气轮机等部位应用广泛。在较长的使用时间与严苛的使用环境下,其本身会发生力学性能的退化、氧化腐蚀、疲劳及高温蠕变等退化。复合镀是基于电镀技术发展而来的一种增强金属表面硬度及耐磨性等的技术。为提高高温合金本身硬度、耐磨性与热性能,使用复合镀技术在其表面生成一层沉积层。使用正交试验与单因素试验确定了复合镀的工艺条件。当电镀温度为40℃,电流密度为4A/dm2,搅拌速率为200r/min,颗粒添加量为5g/L,时间宜选择70min时镀层的硬度最大,为642.6HV。通过极差分析与方差分析知,温度对试验结果有显著性影响,过高的温度不利于镀层硬度的提升。通过对颗粒添加量与时间的单因素探讨得知,颗粒的沉积符合两步沉积理论,后期颗粒的沉积速率变慢。通过金相分析得知,闪镀工艺对镀层的结合力至关重要,同时闪镀层可以使镀层表面更加平整、光亮。复合镀层与光亮镀镍层的硬度、耐蚀性优于高温合金本身。对比复合镀层与镀镍层的显微形貌,发现同样的电镀工艺下,复合镀层比镀镍层拥有更小的晶粒尺寸,这是其硬度提升的因素之一。复合镀层与镀镍层磨损方式不同,复合镀层磨损为粘着磨损而镀镍层为挤压磨损。比较镀镍层与复合镀的耐蚀性发现,二者耐蚀性优于高温合金,且具有更小的腐蚀速率,一周期盐雾试验后,腐蚀面积更小。通过热处理能提高镀层表面硬度却降低了镀层表面耐蚀性。通过XRD测试发现,镀层在200℃热处理过程中,晶粒有所细化,为15.40nm,在此过程中硬度得到加强,增大至672.4HV。温度继续增加,晶粒变大,400℃时增大至47.15nm。热处理时间过长导致镀层表面发生轻微氧化,热处理2h时的硬度最大。300次热疲劳后镀层表面没有发生断裂、脱落说明镀层热性能良好。
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