NiCoCrAIYSiB+AISiY梯度涂层的组织结构.pdf

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1、·84·NiCoCrAIYSiB+AISiY梯度涂层的组织结构王维新,卫广智(贵州大学材料与冶金学院,贵州贵阳550003)摘要:采用电弧离子镀技术在Ni基单晶高温合金基体上制备了NiCoCrAIYSiB涂层和(NiCoCrA1YSiB+AISiY)梯度涂层,对比研究了两种涂层沉积态与退火态的组织结构。结果表明:退火处理后,普通涂层以r/相为主和弥散其中的点状p—NiA1相构成;梯度涂层外层为p—NiA1相,内层和普通涂层的结构相似。关键词:梯度涂层电弧离子镀互扩散高温氧化中图分类号:TGI78文献标识码

2、:B文章编号:1002—6886(2oj1)03—0084—03EfectoftheMorphologyandMicrostructureofGradientCoating(NiCoCrAIYSiB+AJSiY)WANGWeixin,WEIGuangzhiAbstract:Twokindsofcoatings,theconventionalNiCoCrA1YSiBcoatingandthegradientcoating(NiCoCrA1YSiB+A1SiY),werepreparedusingaleion

3、plating(AIP)ontheNibasesinglecrystalsuperalloysubstrate.Comparativestudiesofthemorphologyandmicrostructureatas—depositedandas—annealed.Theresultsshowedthat:aftervacuumannealing。theconventionalcoatingconsistedofgeneral^y,/andasmallquantityofp—NiA1whiletheg

4、radientcoatingWasmainlycomposedof·NiManddispersedCr3Si.Keywords:gradientcoating;arcionplating;interdiffusion;highoxidationNiCoCrAIYSiB包覆涂层具有优异的抗高温氧化、热腐保温4h。退火处理后的NiCoCrA1YSiB+A1SiY涂层即为蚀的性能,并且不影响基体的力学性能,因此已经广泛用梯度涂层。作高温防护涂层。在高温环境中,NiCoCrA1YSiB涂层表面采用日本理学D/ma

5、x—RA转靶试x光衍射仪能生成致密的O膜,将基体与侵蚀性环境隔离,起到(XRD,CuKa)、带有x射线能谱分析(EDS)的扫描电镜保护作用⋯,同时涂层的寿命一定程度上也取决于涂层中(SEM)X~涂层的相结构及表面、截面形貌进行表征,并用含量,一味地增加含量,会导致涂层脆性增加、熔电子探针测定(EPMA)涂层中的元素成分及分布。点降低。采用多层梯度结构有望在提高涂层A【含量的同2涂层的相结构及表面和截面形貌时改善应力分布,提高涂层的使用性能。此外,涂层中加入Y有助于提高涂层表面氧化膜的粘附性,加入Si可2.

6、1涂层的相结构以稳定13一NiAI相、抑制亚稳态M,O的生成。图l(a)为普通NiCoCrAJYlSiB涂层和NiCoCrA1YSiB为进一步提高NiCoCrA1YSiB涂层的抗高温氧化性能+MSiY涂层沉积态的x射线衍射结果。可以看出沉积和寿命,本实验采用电弧离子镀技术在镍基单晶高温合金态的普通涂层主要由^y相和少量的p—NiAI/CoM相基材上制备了NiCoCrAll~iB+MSiY梯度涂层,同时制备构成,沉积态的涂层衍射峰有类似非晶特征的“馒头峰”了普通的NiCoCrA1YSiB涂层与之做对比。出现

7、,而且峰有明显宽化。出现“馒头峰”可能跟电弧离子镀技术较低的沉积温度(2oooC~400oC)有关,从靶材1试验方法飞来的金属熔滴在基材表面快速冷却,液滴来不及晶化,实验选用镍基单晶高温合金作为基体,将其加工成故涂层以非晶或微晶的形态存在;衍射峰宽化说明涂层内l5n31fl×1.5Fflln的试样。利用国产MIP一8—800型电弧部存在残余应力。通常情况下XRD的衍射图谱只能反映离子镀设备沉积Ni一32Co一20Cr一10AL一1Si一0.03B一10厚度内的相组成,所以NiCoCrMYSiB+MSiY涂

8、层0.5Y涂层和一4Si一2Y涂层。在基体上沉积NiCoCrA1一的衍射结果仅为MSiY层的沉积态相组成,主要有AJ和YSiB涂层,厚度在40Ixm左右,做为普通涂层;普通涂层si的峰组成。图1(b)是两种涂层900oC、4h退火处理后上再沉积厚度大约为10txm的A1SiY涂层即NiCoCrA1.的XRD衍射结果。与退火前相比普通涂层的衍射峰明显YSiB+AISiY涂层。将沉积后的两种试样在真空环境中变窄,涂层中B—NiA1

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