金属学报  2011, Vol. 47 Issue (5): 578-586    DOI: 10.3724/SP.J.1037.2010.00649

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NiCoCrAlYSiB+AlSiY梯度涂层恒温氧化行为

王维新1, 2), 姜肃猛1), 卫广智2), 马军1), 宫骏1), 孙超1)

1) 中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室, 沈阳 110016 2) 贵州大学材料与冶金学院, 贵阳 550003

ISOTHERMAL OXIDATION BEHAVIOR OF A NiCoCrAlYSiB+AlSiY GRADIENT COATING

WANG Weixin1, 2), JIANG Sumeng1),  WEI Guangzhi2), MA Jun1), GONG Jun1),  SUN Chao1)

1) State Key Laboratory for Corrosion and Protection, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016 2) The Materials and Metallurgical College, Guizhou University, Guiyang 550003

王维新 姜肃猛 卫广智 马军 宫骏 孙超. NiCoCrAlYSiB+AlSiY梯度涂层恒温氧化行为[J]. 金属学报, 2011, 47(5): 578-586.
, , , , , . ISOTHERMAL OXIDATION BEHAVIOR OF A NiCoCrAlYSiB+AlSiY GRADIENT COATING[J]. Acta Metall Sin, 2011, 47(5): 578-586.

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(1787 KB)   摘要: 采用电弧离子镀技术在镍基单晶高温合金基体上制备了NiCoCrAlYSiB涂层和(NiCoCrAlYSiB+AlSiY)梯度涂层, 对比研究了 2种涂层退火态的组织结构和在1000, 1100和1150℃下的恒温氧化行为. 结果表明: 退火处理后, NiCoCrAlYSiB涂层是由 γ'/γ相和弥散其中的点状β-NiAl相构成; (NiCoCrAlYSiB+AlSiY)梯度涂层分为两层, 外层以 β-NiAl相为主, 含有少量的Cr3Si相, 内层和NiCoCrAlYSiB涂层的结构相似. NiCoCrAlYSiB涂层在1000℃下有良好的抗氧化性能, 在1100和1150℃下因表面生成保护性较差的尖晶石相而快速退化; (NiCoCrAlYSiB+AlSiY)梯度涂层在 1000-1150℃下均表现出良好的抗高温氧化性能, 1100℃度下氧化300 h后仍有大量的β-NiAl相存在, 1150℃下氧化 300 h后涂层中Al含量仍在8%(质量分数)以上, 少量的β-NiAl相和过饱和的γ'/γ相可维持表面 Al2O3膜的形成和\linebreak 修复. 关键词 ： 梯度涂层,  电弧离子镀,  恒温氧化,  互扩散     Abstract：Conventional NiCoCrAlYSiB coating and (NiCoCrAlYSiB+AlSiY) gradient coating were prepared by using arc ion plating (AIP) on the Ni base single crystal superalloy substrate. Comparative studies of the morphology and microstructure together with high temperature oxidation behaviors at 1000, 1100 and 1150 ℃ for the two different coatings were investigated. The results show that after vacuum annealing, the conventional coating is mainly composed of general γ'/γ and a small quantity of β-NiAl dispersed in γ'/γ while the outer layer of the gradient coating consists of β-NiAl and dispersed β-Cr and Cr3Si in β-NiAl and the inner layer consists of Cr-rich phases plus minor β-NiAl. The conventional coating has excellent oxidation resistance only at 1000℃, while it degraded rapidly at 1100 ℃ and 1150 ℃, on which surface spinel formation was observed; however, the gradient coating has more excellent oxidation resistance than the conventional one at all the three temperatures. After oxidation for 300 h at 1100℃, there still exists a great amount of β-NiAl, and even after oxidation for 300 h at 1150℃, Al content is higher than 8% (mass fraction), in which a small amount of β-NiAl and supersaturated γ'/γ insure the formation and self repair of alumina. Key words： gradient coating    arc ion plating    isothermal oxidation    interdiffusion 收稿日期: 2010-12-02      作者简介: 王维新, 男, 1984年生, 硕士生 服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 王维新 姜肃猛 卫广智 马军 宫骏 孙超 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/10.3724/SP.J.1037.2010.00649      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2011/V47/I5/578 [1] Brandl W, Toma D. Surf Coat Technol, 1997; 94: 21 [2] Czech N, Schmitz F. Mater Manuf Processes, 1995; 10: 1021 [3] Goward G W. Surf Coat Technol, 1998; 68: 73 [4] Padture N P, Gell M. Jordan E H. Science, 2002; 296: 280 [5] Choquet P, Indrigo C, Mevrel R. Mater Sci Eng, 1987; A88: 97 [6] Tawancy H M, Abbas N M, Bennett A. Surf Coat Technol, 1994; 68: 10 [7] Brandl W, Grabke H J, Toma D, Kruger J. Surf Coat Technol, 1996; 87: 41 [8] Jiang S M, Li H Q,Ma J, Xu C Z, Gong J, Sun C. Corros Sci, 2010; 52: 7 [9] Tang F, Ajdelsztajn L, Schoenung J M. Ozid Met, 2004; 61: 219 [10] Eskner M. PhD Thesis, Royal institute of technology, Stockholm, 2004 [11] Nicholls J R, Simms N J, Evans H E. Surf Coat Technol, 2002; 149: 236 [12] Tien J K, Pettit F S. Metall Trans, 1972; 3: 1587 [13] Clemens D, Nickel H. J Anal Chem, 1996; 355: 703 [14] Wang Q M, Wu Y N, Ke P L, Gong J, Sun C, Wen L S. Surf Coat Technol, 2004; 186: 389 [15] Guo M H, Wang Q M, Gong J, Sun C, Wen L S. Surf Coat Technol, 2006; 201: 1302 [16] El–Aiat M M, Kroger F A. J Am Ceram Soc, 1982; 65: 280 [17] Nijdam T J, Sloof W G. Surf Coat Technol, 2006; 201: 3894 [18] Li T F. High Temperature Oxidation And Corrosion of Mater. BeiJing: Chemical Industry Press, 2003: 104 (李铁藩. 金属的高温氧化和热腐蚀. 北京: 化学工业出版社, 2003: 104) [19] Sun C, Wang Q M, Tang Y J, Guan Q F, Gong J, Wen L S. Acta Metall Sin, 2005; 41: 1167 (孙 超, 王启民, 唐永吉, 关庆丰, 宫 俊, 闻立时. 金属学报, 2005; 41: 1167) [20] Brumm M W, Grabke H J. Corros Sci, 1992; 33: 1677 [21] Rusovic N, War]imont H. Phys Status Solidi, 1977; 44A: 609 [22] Li M S. High Temperature Corrosion of Mater. Beijing: Metallurgical Industry Press, 2001: 420 (李美栓. 金属的高温腐蚀. 北京: 冶金工业出版社, 2001: 420) [23] Doychak J. PhD Thesis. CaseWestern Reserve University, Ohio, 1986 [1] 刘冠熙, 黄光宏, 罗学昆, 申造宇, 何利民, 李建平, 牟仁德. 表面喷丸处理对NiCrAlYSi涂层恒温氧化行为的影响[J]. 金属学报, 2021, 57(5): 684-692. [2] 刘远荣,陈伟民,汤颖,杜勇,张利军. 实用型数值回归法在三元铝合金互扩散系数计算中的应用*[J]. 金属学报, 2016, 52(8): 1009-1016. [3] 彭新, 姜肃猛, 孙旭东, 宫骏, 孙超. 梯度NiCoCrAlYSi涂层的循环氧化及热腐蚀行为*[J]. 金属学报, 2016, 52(5): 625-631. [4] 韩克昌,刘一奇,林国强,董闯,邰凯平,姜辛. 宽固溶区过渡金属氮化物MNx (M=Ti, Zr, Hf)硬质薄膜原子尺度强化机制研究*[J]. 金属学报, 2016, 52(12): 1601-1609. [5] 吴多利, 姜肃猛, 范其香, 宫骏, 孙超. 镍基高温合金Al-Cr涂层的恒温氧化行为*[J]. 金属学报, 2014, 50(10): 1170-1178. [6] 秦磊，彭徽，郭洪波，宫声凯，徐惠彬. DZ125合金再涂覆CoCrAlY涂层界面互扩散行为研究[J]. 金属学报, 2013, 49(2): 229-235. [7] 于大千,卢旭阳,马军,姜肃猛,刘山川,宫骏,孙超. 梯度NiCrAlY涂层的1000和1100 ℃氧化行为研究[J]. 金属学报, 2012, 48(6): 759-768. [8] 常正凯, 肖金泉, 陈育秋, 刘山川, 宫骏, 孙超. 电弧离子镀沉积磁性薄膜的研究[J]. 金属学报, 2012, 48(5): 547-554. [9] 李海庆,宫骏,孙超. NiCrAlY/Al--Al2O3/Ti2AlNb高温抗氧化和力学性能研究[J]. 金属学报, 2012, 48(5): 579-586. [10] 卢旭阳, 于大千, 姜肃猛, 刘山川,宫骏, 孙超. (NiCoCrAlYSiB+AlSiY)复合涂层热腐蚀行为的研究[J]. 金属学报, 2012, 48(4): 461-468. [11] 时婧 裴志亮 宫骏 孙超 MUDERS C M 姜辛. Si含量对电弧离子镀Ti-Al-Si-N薄膜组织结构和力学性能的影响[J]. 金属学报, 2012, 48(11): 1349-1356. [12] 肖金泉 郎文昌 赵彦辉 宫骏 孙超 闻立时. 轴对称磁场对电弧离子镀TiN薄膜结构及摩擦性能的影响[J]. 金属学报, 2011, 47(5): 566-572. [13] 董瑜亮 闫旭波 赵升升 宫骏 孙超. (Ti, Al)N/Ti2AlN涂层的制备[J]. 金属学报, 2010, 46(6): 743-747. [14] 万先松 师玉英 马军 李海庆 宫骏 孙超. 电弧离子镀CrN涂层盐雾腐蚀行为[J]. 金属学报, 2010, 46(5): 600-606. [15] 郎文昌 肖金泉 宫骏 孙超 黄荣芳 闻立时. 轴对称磁场对电弧离子镀弧斑运动的影响[J]. 金属学报, 2010, 46(3): 372-379. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed