NiCrAlYSi涂层对镍基高温合金DZ22B抗高温氧化性能的影响

摘要

镍基高温合金DZ22B常用于航空发动机和燃气轮机的叶片材料,提高叶片的使用温度和寿命,则间接提高了发动机的工作效率.电弧离子镀技术由于具备沉积速率快、绕镀性能好、涂层与基体结合能力强等优势,已成为国内外研究人员关注的热点.本研究运用电弧离子镀技术,在DZ2B合金表面包覆一层NiCrAlYSi抗高温防护涂层,研究了涂层在1100°C高温恒温氧化200h的氧化动力学规律和抗高温氧化性能,采用XRD分析了涂层热处理前后和氧化前后的物相组成,运用SEM/EDS观察涂层的表面、截面形貌特征和元素分布.研究结果表明:沉积态涂层表面均匀、致密,涂层和基体结合紧密,无孔洞等明显缺陷.热处理后,涂层组织得到改善,其物相为γ'-Ni3Al/y-Ni、β-NiAl和α-Cr相,热处理期间发生了β-NiAl向γ'-Ni3Al转化.1100°C恒温氧化初期,涂层表面迅速形成了一层均匀致密的α-Al203保护层,阻止了O的内渗.随氧化时间延长,Al被大量消耗,没有足量的Al元素形成致密的氧化物保护层,涂层内部开始被氧化.与未经NiCrAlYSi涂层防护的合金相比,氧化200h后,其氧化速率由0.3534g/m2·h-1降到0.0305g/m2.h-1,极大的增强了合金的抗高温氧化性能,大大延长了其使用寿命.