Способ ускоренного испытания алюминидного покрытия на высокотемпературную коррозионную долговечность
Владельцы патента RU 2247359:
Уфимский государственный авиационный технический университет (RU)
Изобретение относится к области коррозионных испытаний, в частности к способам испытания защитных жаростойких покрытий на высокотемпературную коррозионную долговечность, и может быть использовано для выбора покрытия, обладающего наибольшим ресурсом. Способ включает в себя испытания образцов на солевую коррозию при температуре 900°С. Образцы размещают над тиглем, в который помещена смесь химических веществ следующего состава, мас.%: сульфат натрия 48; хлорид натрия 17; сульфат магния 15; оксид железа (III) 10; оксид ванадия (V) 5; хлорид кальция 5, при этом коррозионную долговечность покрытия определяют по увеличению скорости привеса более чем на 10 г/м2 за время 3 часа. Технический результат - сокращение времени испытания и приближение условий испытаний к натурным.
Изобретение относится к области коррозионных испытаний деталей газовых турбин, в частности к способам испытания защитных жаростойких покрытий на высокотемпературную коррозионную долговечность, и может быть использовано для выбора покрытия, обладающего наибольшим ресурсом [Никитин В.И. Коррозия и защита лопаток газовых турбин. - Л.: Машиностроение, 1987. - С.192].
Известен способ испытания алюминидного покрытия на высокотемпературную коррозию в потоке продуктов сгорания дизельного топлива с добавками серы [Векслер Ю.Г., Лесников В.П., Палеева С.Я. и др. Изменение структуры и свойств алюмосилицидных шликерных покрытий на лопатках судовых ГТД // Защитные покрытия на металлах. Киев: Наукова думка, 1986. - Вып.20. - С.90-91]. Испытания проводят в интервале температур 880-1065°С. Разрушение покрытия происходит после 100 часов испытания.
Недостатком указанного способа является значительная продолжительность испытания.
Наиболее близким по технической сущности является способ испытания алюминидного покрытия на высокотемпературную солевую коррозию [Кузнецов В.П., Лесников В.П., Репина О.В. и др. Высокотемпературное окисление и солевая коррозия сплава ЭП-539ЛМ с алюминидным покрытием // Защита металлов, 1987. - Т.23. - №2. - С.312-313]. Испытания проводят при температуре 900°С, при этом через каждые 5 ч образцы извлекают из печи и смачивают водным раствором солей Na2SO4 (75 мас.%) и NaCl (25%). За 40 часов испытаний фронт коррозии достигает диффузионной зоны, что свидетельствует о разрушении защитного слоя.
Недостатком прототипа является длительность проведения испытания и ограниченный спектр коррозионных агентов, не отражающий в полной степени состав среды воздушного тракта газовой турбины.
Задачей, решаемой заявляемым изобретением, является сокращение времени испытаний и приближение условий испытаний к натурным за счет высокотемпературной коррозии в парах химических веществ, состав которых наиболее полно отражает состав среды воздушного тракта газовой турбины.
Поставленная задача решается таким образом, что в способе ускоренного испытания алюминидного покрытия на высокотемпературную коррозионную долговечность, включающем испытания образцов на солевую коррозию при температуре 900°С, в отличие от прототипа, испытания проводят, размещая образцы над тиглем, в который помещена смесь химических веществ следующего состава, маc.%:
сульфат натрия 48;
хлорид натрия 17;
сульфат магния 15;
оксид железа (III) 10;
оксид ванадия (V) 5;
хлорид кальция 5.
При этом коррозионную долговечность покрытия определяют по увеличению скорости привеса более чем на 10 г/м2 за время 3 часа.
Пример конкретной реализации способа. Образцы из сплава ЦНК7ПРС с алюминидным покрытием системы Al-Si толщиной 35...40 мкм, нанесенным шликерным методом, испытывали на солевую коррозию при температуре 900°С. Образцы размещали над алундовым тиглем, в который помещали смесь химических веществ следующего состава, мас.%:
сульфат натрия 48;
хлорид натрия 17;
сульфат магния 15;
оксид железа (III) 10;
оксид ванадия (V) 5;
хлорид кальция 5.
Через каждые 3 часа испытаний тигли вынимали из печи, охлаждали до комнатной температуры и определяли привес образцов. На отрезке времени 9-12 часов испытаний скорость привеса составила 10 г/м2. При этом металлографическим анализом поперечных микрошлифов установлено, что фронт коррозионного поражения достиг дна диффузионной зоны покрытия.
Таким образом, заявляемое изобретение позволяет осуществить ускоренные испытания алюминидных покрытий на высокотемпературную коррозионную долговечность. Предлагаемый способ имеет простое техническое исполнение и учитывает наиболее важные компоненты среды воздушного тракта газовой турбины.
Способ ускоренного испытания алюминидного покрытия на высокотемпературную коррозионную долговечность, включающий испытания образцов на солевую коррозию при температуре 900°С, отличающийся тем, что испытания проводят, размещая образцы над тиглем, в который помещена смесь химических веществ следующего состава, мас.%:
сульфат натрия 48; хлорид натрия 17; сульфат магния 15; оксид железа (III) 10; оксид ванадия (V) 5; хлорид кальция 5, при этом коррозионную долговечность покрытия определяют по увеличению скорости привеса более чем на 10 г/м2 за время 3 ч.
