电弧离子镀NiCrAlY和NiCoCrAlYHfSi涂层抗高温氧化性能

杜伟^1,2，石倩²，代明江²，易健宏¹，林松盛²，侯惠君²

1. 昆明理工大学材料科学与工程学院2. 广东省新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室

摘 要：采用电弧离子镀技术在镍基高温合金DZ22B表面包覆一层NiCrAlY和NiCoCrAlYHfSi涂层,对比了两种涂层的微观形貌、结构和抗高温氧化性能,并讨论了不同活性元素在氧化中的作用。结果表明:NiCrAlY涂层主要由γ′-Ni3Al/γ-Ni、β-NiAl和α-Cr相组成,而NiCoCrAlYHfSi除上述组成外还形成了NiCoCr合金相,两种涂层热处理期间均发生β-NiAl向γ′-Ni₃Al的转变过程。NiCrAlY和NiCoCrAlYHfSi涂层1 050℃恒温氧化200h的平均氧化速率分别为0.072 3g/（m²·h）和0.052 7g/（m²·h）。NiCrAlY氧化初期直接形成α-Al₂O₃、NiCr₂O₄和Cr₂O₃,随后出现裂纹、孔洞等缺陷,氧化物沿孔洞向涂层内部延伸,同时由于基材中的Ti元素发生外扩散,涂层中还形成了TiO₂。NiCoCrAlYHfSi氧化初期形成了亚稳态的θ-Al₂O₃,随后慢慢转变为α-Al₂O₃,氧化物层比NiCrAlY均匀致密,抗高温氧化性能更优异。

关键词：电弧离子镀;镍基高温合金;涂层;抗高温氧化性能;