Изучение покрытия системы Y-Al-O, нанесенного на сплав Inconel 718

Аннотация

На сегодняшний день требования к авиационным газотурбинным двигателям постоянно возрастают, в частности к их топливной эффективности, уровню шума и массе. Ключевым фактором, обеспечивающим выполнение этих требований, помимо конструкторских решений, являются используемые в двигателе материалы, особенно в его горячей части, которые позволяютповысить рабочую температуру и КПД двигателя. На данный момент в турбинах авиационныхдвигателей используются сложнолегированные никелевые сплавы с заданной структурой, однако их возможности сопротивления коррозии и усталостному разрушению близки к исчерпанию и ограничены температурой ~1150 °C на поверхности сплава. Поэтому продолжаетсяразработка новых сплавов и покрытий, способных работать при более высоких температурахв турбинах авиадвигателей. В данной работе представлены результаты исследований структуры и фазового состава жаростойких покрытий на основе системы Y-Al-O, нанесенных насплав Inconel 718, при помощи съемки на растровом электронном микроскопе, рентгеновскомдифрактометре и in situ съемке при нагреве на источнике синхротронного излучения ВЭПП-3.Покрытие на основе системы Y-Al-O было нанесено на образцы из никелевого сплава и молибдена методом катодно-дугового осаждения с двух однокомпонентных катодов из иттрия иалюминия в смеси кислорода и аргона. Результаты исследования фазового состава показали,что после осаждения в среде реакционных газов покрытие Y-Al-O имеет аморфную структуру.Последующий нагрев на воздухе приводит к кристаллизации покрытия с формированием смешанных оксидов Y-Al-O, имеющих плотную структуру, анализ которой проведен при помощирастрового электронного микроскопа. При помощи синхротронного излучения исследованыфазовые превращения в покрытии при нагреве образца до 1300 °С и выдержки в течении одного часа на воздухе.