科创中国

该项目针对高性能航空发动机、先进燃气轮机高温防护用Co基多组元MCrAlYX合金粉末成分设计及机理研究不足、涂层材料稳定性差、涂层结合强度低易剥落等问题，开展了多组元CoNiCrAlYX涂层材料及涂层的研究，采用共同添加Si和Ta元素，显著提高了涂层抗热腐蚀性能，并降低了涂层的内氧化；开发了真空熔炼-惰气雾化的制粉技术，通过“逐级加料+阶梯式熔炼”工艺，实现了含微量易烧损多元合金粉末成分的稳定控制，在国内首次获得了O含量低于400ppm，C含量低于200ppm的7组元CoNiCrAlYSiTa合金粉末，涂层材料实现了自主知识产权。项目创新性的采用“转移弧预热+多次热处理”的低压等离子喷涂工艺，获得了高结合强度（≥60MPa）的致密厚涂层（≥***），涂层在1050℃达到完全抗氧化级。制备的涂层经 900次热冲击台架试验后涂层未见脱落、分离、起皮现象，零件涂层使用寿命在1000℃超过了1200h，涂层性能满足了高性能航空发动机和先进燃气轮机使用要求。 该项目研制的CoNiCrAlYSiTa合金涂层具有出色的耐高温氧化及抗热腐蚀性能，涂层材料实现了自主知识产权，经用户考核实验结果表明，涂层材料及涂层已达国外先进产品水平，研制的涂层在高性能航空发动机上通过了1000h长试考核，产品具有良好的可靠性，已用于航空发动机高温防护涂层，满足了发动机的生产急需，具有重要的社会意义和商业价值。本项目的技术成果已在冶金行业耐磨耐蚀防护方面获得应用，显著提高了炉底辊的使用寿命。截至2016年底，研制单位共向用户共提供MCrAlY合金粉末数十批次，新增产值8400万元，新增利税总额约2520万元。项目的技术成果也可向舰船、电力、石化等领域的动力装置进行推广应用，具有广阔的市场应用前景，经济和社会效益显著。