纳米CeO<sub>2p</sub>对镍基高温合金表面NiCoCrAlY激光熔覆涂层氧化行为的影响

金属学报

2009, Vol. 45

Issue (8): 971-977

论文

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纳米CeO_2p对镍基高温合金表面NiCoCrAlY激光熔覆涂层氧化行为的影响

王宏宇^1;2;左敦稳¹;王明娣³;邵建兵¹

1. 南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室; 南京 210016
2. 江苏大学机械工程学院; 镇江 212013
3. 苏州大学机电学院; 苏州 215021

EFFECTS OF NANO–CeO_2p ON OXIDATION BEHAVIORS OF NiCoCrAlY LASER CLADDING COATINGS ON Ni–BASED SUPERALLOYS

WANG Hongyu ^1;2; ZUO Dunwen ¹; WANG Mingdi ³; SHAO Jianbing ¹

1. Jiangsu Key Laboratory of Precision and Micro–manufacturing Technology; Nanjing University of Aeronautics and Astronautics; Nanjing 210016
2. School of Mechanical Engineering; Jiangsu University; Zhenjiang 212013
3. College of Mechanical and Electrical Engineering; Soochow University; Suzhou 215021

引用本文:

王宏宇左敦稳王明娣邵建兵. 纳米CeO_2p对镍基高温合金表面NiCoCrAlY激光熔覆涂层氧化行为的影响[J]. 金属学报, 2009, 45(8): 971-977.
, , , . EFFECTS OF NANO–CeO_2p ON OXIDATION BEHAVIORS OF NiCoCrAlY LASER CLADDING COATINGS ON Ni–BASED SUPERALLOYS[J]. Acta Metall Sin, 2009, 45(8): 971-977.

全文: PDF(3103 KB)

摘要:

纳米CeO_2p是合金中最为常用的一种稀土改性材料, 可明显改善合金的抗氧化性能. 为了研究纳米CeO_2p对双层热障涂层中NiCoCrAlY粘结层抗氧化性能的影响,本文采用激光熔覆技术, 在镍基高温合金表面上制备了4种纳米CeO_2p含量不同的NiCoCrAlY粘结涂层, 分析了它们在1050 ℃空气氛围中的等温氧化行为, 并初步探讨了纳米CeO_2p的作用机制. 结果表明: 添加纳米CeO_2p的涂层的抗氧化性能均高于未加纳米颗粒的涂层, 其中添加2% (质量分数)纳米CeO_2p的涂层抗氧化性能最好. 在氧化100 h后, 添加2% 纳米CeO_2p涂层的质量增加仅为1.56 mg/cm², 较未加纳米颗粒的涂层减少一半以上; 同时, 涂层进入稳态氧化所需要的时间极短, 仅为未加纳米颗粒的涂层的1/20; 此外, 涂层氧化膜在长时间氧化后仍很致密, 涂层内部仅出现轻微的内氧化, 而相同氧化条件下的未加纳米颗粒的涂层的氧化膜已趋于失效.

关键词 ： NiCoCrAlY涂层, 等温氧化, 纳米CeO_2p, 影响机制, 激光熔覆, 镍基高温合金

Abstract：

Nano-CeO_2p, which is most commonly used as a kind of rare earth modified material of alloys, possesses a prominent advantage in improving oxidation resistance. To study how nano-CeO_2pwill affect the oxidation resistance of NiCoCrAlY bondcoat in double--layer thermal barrier coatings, in this work, four kinds of the NiCoCrAlY coatings with different contents of nano-CeO_2p were prepared on the surface of a Ni--based superalloy using laser cladding technology, their isothermal oxidation behaviors in atmosphere under 1050℃ were investigated, and the influence mechanism of nano-CeO_2p on the oxidation resistance of coatings was preliminary discussed. The results show that all these coatings with nano-CeO_2p have better oxidation resistance than those without nano-CeO_2p, among which the coating with 2% (mass fraction) nano-CeO_2p has the best oxidation
resistance. After 100 hours of oxidation, its oxidation mass gain is only 1.56 mg/cm², reducing by more than half compared with the coatings without nano-CeO_2p; meanwhile, it takes extremely short time to enter the steady oxidation stage, only about 1/20 of the coating without nano-CeO_2p. Besides, the oxide layer of the coating is still very dense even after a long time oxidation and only a slight internal oxidation takes place within the coating, however, in that case, the oxide layer of the coatings without nano-CeO_2p is out of operation.

Key words： NiCoCrAlY coatig isothermal oxidation nano–CeO_2p influence mechanism laser cladding Ni–based superalloy

收稿日期: 2009-01-14

ZTFLH:

TG174.4

基金资助:

高等学校博士学科点专项科研基金项目20060287019,江苏省材料摩擦学重点实验室开放基金项目kjsmcx07001和江苏省研究生科研创新计划项目CX08B--39Z资助

作者简介: 王宏宇, 男, 1974年生, 博士生

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[1] Liu C B, Lin F, Jiang X L. Chin J Nonferrous Met, 2007;17: 1
(刘纯波, 林 \ \ 峰, 蒋显亮. 中国有色金属学报, 2007; 17: 1)
[2] Li M S. Metal High Temperature Corrosion. Beijing: Metallurgical Industry Press, 2001: 248
(李美栓. 金属的高温腐蚀. 北京: 冶金工业出版社, 2001: 248)
[3] Wu Y N, Zhang G, Zhang B C, Feng Z C, Liang Y. J Mater Sci Technol, 2001; 17: 525
[4] Zhang Y P, Zhou Z R, Cheng J M, Ge Y L, Ma H. Surf Coat Technol, 1996; 76: 131
[5] Jin H M, Liu X J, Zhang L N. J Rare Earths, 2007; 25: 63
[6] Bao R L, Yu H J, Chen C Z. Surf Rev Lett, 2006; 13: 509
[7] Li M X, Zhang S H, Li H S, He Y Z, Yoon J H. J Mater Process Technol, 2008; 202: 107
[8] Wang H Y, Zuo D W, Li D S, Luo X Y, Wang M D, Zhu Y W. Chin Pat, ZL200710024996.X, 2009
(王宏宇, 左敦稳, 李多生, 骆心怡, 王明娣, 朱永伟. 中国专利, ZL200710024996.X, 2009)
[9] Wang H Y, Zuo D W, Sun Y L, Zhu Y W. Chin J Nonferrous Met, 2008; 18: 1089
(王宏宇, 左敦稳, 孙玉利, 朱永伟. 中国有色金属学报, 2008; 18: 1089)
[10] Wang H Y, Zuo D W, Jiao G M, You S X, Sun Y B. Chin Pat, CN200710135477.0, 2008
(王宏宇, 左敦稳, 焦光明, 于守鑫, 孙业斌. 中国专利, CN200710135477.0, 2008)
[11] Zhang Y J, Sun X F, Jin T, Guan H R, Hu Z L. Acta Metall Sin, 2003; 39: 189
(张玉娟, 孙晓峰, 金涛, 管恒荣, 胡壮麟. 金属学报, 2003; 39: 189)

[1]	郑亮, 张强, 李周, 张国庆. 增/降氧过程对高温合金粉末表面特性和合金性能的影响：粉末存储到脱气处理[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1265-1278.
[2]	江河, 佴启亮, 徐超, 赵晓, 姚志浩, 董建新. 镍基高温合金疲劳裂纹急速扩展敏感温度及成因[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1190-1200.
[3]	王磊, 刘梦雅, 刘杨, 宋秀, 孟凡强. 镍基高温合金表面冲击强化机制及应用研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1173-1189.
[4]	穆亚航, 张雪, 陈梓名, 孙晓峰, 梁静静, 李金国, 周亦胄. 基于热力学计算与机器学习的增材制造镍基高温合金裂纹敏感性预测模型[J]. 金属学报, 2023, 59(8): 1075-1086.
[5]	张禄, 余志伟, 张磊成, 江荣, 宋迎东. GH4169高温合金热机械疲劳循环损伤机理及数值模拟[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 871-883.
[6]	袁江淮, 王振玉, 马冠水, 周广学, 程晓英, 汪爱英. Cr₂AlC涂层相结构演变对力学性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 961-968.
[7]	刘来娣, 丁彪, 任维丽, 钟云波, 王晖, 王秋良. DZ445镍基高温合金高温长时间氧化形成的多层膜结构[J]. 金属学报, 2023, 59(3): 387-398.
[8]	于少霞, 王麒, 邓想涛, 王昭东. GH3600镍基高温合金极薄带的制备及尺寸效应[J]. 金属学报, 2023, 59(10): 1365-1375.
[9]	祝国梁, 孔德成, 周文哲, 贺戬, 董安平, 疏达, 孙宝德. 选区激光熔化 γ' 相强化镍基高温合金裂纹形成机理与抗裂纹设计研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(1): 16-30.
[10]	冯凯, 郭彦兵, 冯育磊, 姚成武, 朱彦彦, 张群莉, 李铸国. 激光熔覆高强韧铁基涂层精细组织调控与性能研究[J]. 金属学报, 2022, 58(4): 513-528.
[11]	朱玉平, 盛乃成, 谢君, 王振江, 荀淑玲, 于金江, 李金国, 杨林, 侯桂臣, 周亦胄, 孙晓峰. 高钨镍基高温合金K416B富W相的析出行为[J]. 金属学报, 2021, 57(2): 215-223.
[12]	赵万新, 周正, 黄杰, 杨延格, 杜开平, 贺定勇. FeCrNiMo激光熔覆层组织与摩擦磨损行为[J]. 金属学报, 2021, 57(10): 1291-1298.
[13]	刘超, 姚志浩, 江河, 董建新. GH4720Li合金毫米级粗大晶粒热变形获得均匀等轴晶粒的可行性及工艺控制[J]. 金属学报, 2021, 57(10): 1309-1319.
[14]	童文辉, 张新元, 李为轩, 刘玉坤, 李岩, 国旭明. 激光工艺参数对TiC增强钴基合金激光熔覆层组织及性能的影响[J]. 金属学报, 2020, 56(9): 1265-1274.
[15]	张小丽, 冯丽, 杨彦红, 周亦胄, 刘贵群. 二次枝晶取向对镍基高温合金晶粒竞争生长行为的影响[J]. 金属学报, 2020, 56(7): 969-978.

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