GH3030概述：GH3030固溶強化型高溫合金是早期發展的80Ni-20Cr固溶強化型高溫合金，化學成分簡單，在800℃以下具好的熱強性和高的塑性，并具有良好的耐氧化、冷沖壓和焊接工藝性能。合金經固溶處理后為單相奧氏體，使用過程中組織穩定。用于800℃以下工作的渦輪發動機燃燒室部件和在1100℃以下要求耐氧化但承受載荷小的其他高溫部件。GH3030具有強熱加工及冷加工性能，用于制作化工設備及配套配件。
GH3030化學成分：
應用概況與特殊要求：
主要用于燃燒室和加力燃燒室零部件以及機匣安裝邊等零部件。
物理及化學性能
熱性能
熔化溫度范圍：1374～1420℃
金相組織結構：
該合金在1000攝氏度固溶處理后為單相奧氏體組織，間有少量TiC和Ti(CN)。
工藝性能與要求：
1.該合金具有良好的可鍛性能，鍛造加熱溫度1180℃，終鍛900℃。
2.該合金的晶粒度平均尺寸與鍛件的變形程度、終鍛溫度密切相關。
3.熱處理后，零件表面氧化皮可用吹砂或酸洗方法清除。
采用等離子噴涂法制備的航空發動機渦輪部件不能滿足抗高溫和熱腐蝕需求。采用真空電弧離子鍍
技術 (A IP)在 GH3030鎳基高溫合金上制備 170～180μm厚的 N iCrA lYSi涂層 ,研究了該涂層 700 ℃下的高溫氧化
行為和 760 ℃下的燃氣熱腐蝕行為。結果表明 :經過長時間的氧化 , N iCrA lYSi涂層表面形成了以 A l2 O3, Cr2 O3為主的氧化膜 ,提高了其抗高溫氧化性能 ;經過 760 ℃, 100 h燃氣腐蝕試驗后 , N iCrA lYSi涂層主要由 N i3A l和 α2Cr相組成 ,N iCrA lYSi涂層明顯改善了 GH3030合金的抗低溫熱腐蝕性能。
GH3030鎳基高溫合金已成功應用于航空發動機
主燃燒室、加力燃燒室噴嘴等零部件中
現代航空發動機渦輪部件材料要求能夠在高溫燃氣環境下長期
工作 ,為避免其出現氧化和腐蝕 ,需要對其進行防護N iCrA lYSi涂層具有優異的抗高溫氧化、抗熱腐蝕性能和較高的塑性 ,而且與高溫合金基體的結合較好 ,目前已廣泛應用于航空發動機高溫部件的表面防護
傳統的燃燒室噴嘴大多采用等離子噴涂技術制備 ,厚度超過 100μm的防護涂層孔隙率大、與合金的結合也不好。本工作采用真空電弧離子鍍工藝在GH3030合金上制備 N iCrA lYSi涂層 ,并考察了涂層的抗高溫氧化性能和低溫燃氣熱腐蝕性能。
1. 1 涂層制備
基體選用 GH3030鎳基高溫合金 ,尺寸為 30. 0 mm×10. 0 mm ×1. 5 mm,表面粗糙度 Ra 為 0. 63～1. 25μm。采用 SS22液體吹砂機進行濕吹砂處理 , 工作壓力為 0. 5～0. 6 MPa,磨料粒度 0. 154 mm 以上。采用LCX 252系水基清洗劑在 TP2600C超聲波清洗機中對試樣清洗 20～30 m in,然后烘干 ;鍍膜前將真空室抽至10- 3Pa,通入氬氣。首先進行 15～20 m in的離子清洗 ,消除其表面的氧化物和污染物。沉積涂層材料為N iCrA lYSi,基材和 N iCrA lYSi材料成分見表 1