IC21镍基单晶合金电解加工电化学溶解行为

李顺, 刘为东, 赵永华, 岳晓明

材料工程 ›› 2025, Vol. 53 ›› Issue (04) : 134-142.

IC21镍基单晶合金电解加工电化学溶解行为

  • 李顺, 刘为东, 赵永华, 岳晓明
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摘要

IC21合金作为一种新型Ni3Al基单晶高温合金,因其具有高熔点、优异的高温性能和抗蠕变能力,已成为新一代航空发动机涡轮导向叶片的理想材料。然而,涡轮导向叶片通常具有深小孔和深窄槽等复杂结构,传统加工方法难以满足高效加工要求。电解加工因其无工具磨损、高材料去除率以及不产生切削应力和热效应等优势,成为加工此类复杂结构的主要选择。本工作研究了IC21镍基单晶合金在NaCl和NaNO3电解液中的电解加工电化学溶解行为。通过线性扫描伏安极化曲线测量,分析了IC21合金在不同电解液中的电化学反应特性。此外,通过电流效率测量、表面微观形貌分析,探讨了不同电解液和电流密度条件下合金的溶解特性和选择性溶解现象。研究表明:IC21合金在NaCl和NaNO3电解液中均表现出典型的钝化-超钝化转变现象,其中NaNO3电解液中形成的氧化层表现出更高的稳定性。电流效率测量表明,IC21合金在NaCl电解液中的溶解效率较为稳定,而在NaNO3电解液中,溶解效率随着电流密度的增加逐渐下降,表现出与传统理论不同的特性。通过溶解表面形貌分析,进一步揭示了IC21合金在电解加工过程中存在选择性溶解现象,并探讨了其微观机制。基于这些实验结果,建立了不同电解液和电流密度条件下的电化学溶解行为模型,为IC21合金电解加工工艺的优化提供了理论依据。

关键词

电解加工 / 镍基单晶合金 / 电化学溶解机理 / 选择性溶解行为

中图分类号

TG662

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李顺, 刘为东, 赵永华, 岳晓明. IC21镍基单晶合金电解加工电化学溶解行为. 材料工程. 2025, 53(04): 134-142

基金

国家重点研发计划(2021YFF0501700); 国家自然科学基金项目(52205504)

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