DD6合金表面电火花沉积涂层抗氧化性能研究

来源 :沈阳理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuligen
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镍基单晶高温合金由于优异的高温力学性能而被广泛应用于航天、航空、军工等领域,在其表面沉积高温抗氧化涂层可进一步提高它的高温抗氧化性能。本文采用电火花沉积技术在二代镍基单晶高温合金DD6表面分别制备了AlCoCrFeNi高熵合金涂层和与基体成分相同的DD6微晶涂层,将试样放进高温马弗炉进行1100℃恒温氧化试验,利用SEM、EDS和XRD检测手段分析涂层的微观组织形貌、元素成分及相组成,研究了DD6高温合金和两种涂层的氧化行为及涂层体系的互扩散行为,主要研究内容如下:利用电火花沉积技术制备的AlCoCrFe Ni高熵合金涂层由BCC和FCC两相组成,DD6微晶涂层由γ/γ′相组成,两种涂层表面均为涌溅形貌,与基体呈冶金结合。AlCoCrFeNi高熵合金涂层在200 h内的氧化动力学曲线近似符合抛物线规律,而DD6高温合金基体与DD6微晶涂层的氧化动力学曲线在0~80 h内大致符合抛物线规律,在80~200 h内氧化增重呈线性增长;AlCoCrFeNi高熵合金涂层的氧化增重仅是DD6高温合金的2/5,DD6微晶涂层的氧化增重为DD6高温合金的1/2,说明AlCoCrFeNi高熵合金涂层和DD6微晶涂层均能明显提高基体的抗氧化性能。经1100℃氧化200 h后,DD6高温合金在氧化后表面形成的氧化膜包括Ni O外层,Ta Ox和Ni Ta2O6、Ni Al2O4、Ni Cr2O4尖晶石混合物中间层,以及α-Al2O3内层,表面氧化膜发生大面积剥落;AlCoCrFeNi高熵合金涂层氧化后表面生成了连续且致密的α-Al2O3及少量的Ni Al2O4、Ni Cr2O4尖晶石,氧化膜几乎未发生剥落,仅在局部区域由于α-Al2O3膜被破坏,尖晶石数量增多;DD6微晶涂层氧化后表面生成的氧化物与基体表面形成的氧化物相同,但其表面氧化膜剥落区域较DD6高温合金显著减少。经1100℃氧化200 h后,AlCoCrFeNi高熵合金涂层下方形成了互扩散区(IDZ)和二次反应区(SRZ),但没有出现有害的Kirkendall孔洞,而在DD6微晶涂层体系中没有发生元素互扩散现象。
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