[發(fā)明專利]一種鎳基單晶高溫合金熱腐蝕性能的分析方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010572458.X
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111896458A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉鵬;王心美
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N1/28;G01N1/32
• 代理公司: 北京律智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11438
• 代理人: 闞梓瑄

本公開提供了一種鎳基單晶高溫合金熱腐蝕性能的分析方法，屬于合金技術(shù)領(lǐng)域。該分析方法包括：提供待分析的鎳基單晶高溫合金初始試樣；對所述初始試樣進(jìn)行熱腐蝕試驗(yàn)，獲得待分析的試驗(yàn)試樣；獲取所述試驗(yàn)試樣表面區(qū)域的形貌圖和腐蝕產(chǎn)物分析結(jié)果；切割所述試驗(yàn)試樣，獲得待分析的金相試樣；獲取所述金相試樣的截面形貌圖和截面腐蝕層分析結(jié)果；結(jié)合所述試驗(yàn)試樣表面區(qū)域的形貌圖和腐蝕產(chǎn)物分析結(jié)果，以及所述金相試樣的截面形貌圖和截面腐蝕層分析結(jié)果，綜合評估鎳基單晶高溫合金熱腐蝕性能。該分析方法可更全面更精準(zhǔn)的評估合金的熱腐蝕性能，提高熱腐蝕性能評估的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及合金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鎳基單晶高溫合金熱腐蝕性能的分析方法。

背景技術(shù)

鎳基單晶高溫合金具有優(yōu)異的力學(xué)性能以及良好的抗高溫能力，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無論是發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室、導(dǎo)向葉片、渦輪葉片或渦輪輪盤都是要求材料具有很好的抗高溫氧化和抗燃?xì)鉄岣g性能以及良好的冷熱疲勞性能。因此，要求材料具有極高的高溫承受能力、抗高溫氧化及熱腐蝕能力、出色的抗蠕變和持久斷裂的能力、良好的機(jī)械疲勞和熱疲勞性能及良好的高、中溫綜合性能。為了獲得更優(yōu)異的蠕變性能和良好的組織穩(wěn)定性，新一代高溫合金制造中減少了對于Al(鋁)、Cr(鉻)等可以產(chǎn)生保護(hù)性氧化物元素含量的添加，使得合金在較高的服役溫度下表現(xiàn)出相對較差的抗氧化和耐熱腐蝕性能。

熱腐蝕是指鎳基單晶合金在高溫下的一種加速氧化現(xiàn)象。當(dāng)單晶合金長期工作在含有S(硫)、V(釩)等燃?xì)夂秃}的高溫環(huán)境時(shí)，合金表面會(huì)附著上一層含有Na₂SO₄(硫酸鈉)、NaCl(氯化鈉)、V₂O₅(五氧化二釩)的沉積鹽，這些沉積鹽會(huì)破壞合金表面的保護(hù)層而引起合金的熱腐蝕現(xiàn)象。合金的熱腐蝕會(huì)加速渦輪葉片表面裂紋的萌生、擴(kuò)展，當(dāng)合金的熱腐蝕與蠕變、疲勞交互作用時(shí)，會(huì)造成葉片的失效，大大降低渦輪葉片的服役壽命和可靠性。傳統(tǒng)的熱腐蝕性能研究多利用稱重法進(jìn)行熱腐蝕動(dòng)力學(xué)研究，或者利用光學(xué)顯微鏡對材料表面進(jìn)行表征以確定合金的抗熱腐蝕性能，但這類方法分析不夠全面，對腐蝕層的分析結(jié)果不夠精確。

因此，亟需提供一種分析更全面、結(jié)果更精確的熱腐蝕性能分析方法，以更準(zhǔn)確地判斷鎳基單晶高溫合金的熱腐蝕性能。

所述背景技術(shù)部分公開的上述信息僅用于加強(qiáng)對本公開的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的目的在于提供一種鎳基單晶高溫合金熱腐蝕性能的分析方法，通過分析鎳基單晶高溫合金表面腐蝕層形貌圖和腐蝕產(chǎn)物，以及截面腐蝕層形貌圖和腐蝕產(chǎn)物，確定鎳基單晶高溫合金材料的腐蝕過程，進(jìn)而更加準(zhǔn)確精細(xì)的評估鎳基單晶高溫合金的腐蝕性能。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本公開采用如下技術(shù)方案：

根據(jù)本公開的第一個(gè)方面，提供一種鎳基單晶高溫合金熱腐蝕性能的分析方法，包括：

提供待分析的鎳基單晶高溫合金初始試樣；

對所述初始試樣進(jìn)行熱腐蝕試驗(yàn)，獲得待分析的試驗(yàn)試樣；

獲取所述試驗(yàn)試樣表面區(qū)域的形貌圖和腐蝕產(chǎn)物分析結(jié)果；

切割所述試驗(yàn)試樣，獲得待分析的金相試樣；

獲取所述金相試樣的截面形貌圖和截面腐蝕層分析結(jié)果；

結(jié)合所述試驗(yàn)試樣表面區(qū)域的形貌圖和腐蝕產(chǎn)物分析結(jié)果，以及所述金相試樣的截面形貌圖和截面腐蝕層分析結(jié)果，綜合評估鎳基單晶高溫合金熱腐蝕性能。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，對所述初始試樣進(jìn)行熱腐蝕試驗(yàn)，獲得待分析的試驗(yàn)試樣包括：

預(yù)熱初始試樣；