NiCrAlY涂层与镍基单晶高温合金基体的互扩散行为

• 作者: 刘英坤 尹斌 张利军 李风 杨焜 石倩 荔琴 邓春明 邓鹏
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: NiCrAlY涂层 镍基单晶高温合金 互扩散 热暴露 数值回归法
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 页码范围: 3187-3198
• 页数: 12页
• 分类号: TG174.44
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2020.11.022

摘要

采用多弧离子镀技术在镍基单晶高温合金基体表面制备NiCrAlY涂层,并利用XRD、SEM/EDS、EPMA等表征方法研究试样在1100℃热暴露100 h过程中涂层/基体之间互扩散引发的微观结构演变与各组元的成分分布.基于所测定的各组元成分-距离曲线,采用基于数值回归方法框架的HitDIC软件获得各组元沿整个扩散通道的主互扩散系数.研究结果表明:在1100℃热暴露初期,NiCrAlY涂层和基体界面处形成了互扩散区(IDZ)和二次反应区(SRZ),而且IDZ和SRZ的厚度随热暴露时间不断增大;在SRZ中析出的颗粒状和针状拓扑密堆相(TCP)主要由Re,Cr,W等元素组成,且与合金基体界面成特定角度;在热暴露过程中NiCrAlY涂层与基体间主要发生Cr元素向基体的内扩散和Ni,Al,Ta,Re,W等元素由基体向涂层的外扩散,且随着热暴露时间的延长,涂层与基体界面处元素的浓度梯度逐步减小;采用数值回归法获得的模拟结果与实测成分-距离曲线吻合较好,且Al,Co和Cr成分变化对所得各组元主互扩散系数的影响较大.