采用低压等离子喷涂技术在钴基高温合金K640表面制备了NiCoCrAlYTa合金涂层,利用XRD、SEM和EDS等研究了涂层的高温氧化行为.结果表明:该涂层在900 ℃的恒温氧化动力学曲线符合抛物线规律,氧化速率常数Kp为0.33×10-6 mg2·cm-4·s-1;温度为1 050 ℃时,氧化初期的Kp值约为1.95×10-6 mg2·cm-4·s-1,随着氧化时间的延长,氧化速率迅速降低;涂层在氧化过程中,表面先形成θ-Al2O3,随着氧化时间的延长,θ-Al2O3向α-Al2O3转变,且氧化温度越高转变速率越快,900 ℃氧化120 h后涂层表面仍存在θ-Al2O3,而1 050 ℃氧化10 h后θ-Al2O3就已基本完全转变;氧化过程中,基体与涂层之间发生互扩散;氧化后涂层中析出白色的颗粒状富钽相.
所属栏目
试验研究中南大学博士后基金资助项目(76132017)
收稿日期
2008/3/232008/9/12
作者单位
周宏明:中南大学 材料科学与工程学院, 湖南 长沙 410083中南大学 粉末冶金国家重点实验室, 湖南 长沙 410083
易丹青:中南大学 材料科学与工程学院, 湖南 长沙 410083
备注
周宏明(1974-),男,湖南株州人,副教授,博士后.
引用该论文:
ZHOU Hong-ming,YI Dan-qing.High-temperature Oxidation Behavior of Low-pressure Plasma Sprayed NiCoCrAlYTa Coatings[J].Materials for mechancial engineering,2009,33(5):18～21
周宏明,易丹青.低压等离子喷涂NiCoCrAlYTa涂层的高温氧化行为[J].机械工程材料,2009,33(5):18～21
参考文献
【1】
SCHULZ U,LEYENS C,FRITSCHER K,et al.Some recent trends in research and technology of advanced thermal barrier coatings[J].Aerospace Science and Technology,2003(7):73-80.
【2】
周宏明,易丹青,余志明.热障涂层的研究现状与发展方向[J].材料导报,2006,20(3):4-8.
【3】
孙超,王启民,唐永吉,等.电弧离子镀NiCoCrAlY涂层的组织结构及初期氧化[J].金属学报,2005,41(11):1167-1173.
【4】
夏长清,李佳,古一,等.NiCrAlY涂层/TC4基体界面反应机理[J].中南大学学报:自然科学版,2005,36(4):550-554.
【5】
NICOLL A R,WAHL G.The effect of alloying additions of M-Cr-Al-Y systems－an experimental study[J].Thin Solid Films,1982,95(1):21-34.
【6】
NICHOLLS J R,SIMMS N J,CHAN W Y.Smart overlay coatings-concept and practice[J].Surface and Coatings Technology,2002,149(2/3):236-244.
【7】
GUO M H,WANG W M,KE P L.The preparation and hot corrosion resistance of gradient NiCoCrAlYSiB coatings surface and coatings technology[J].Surface and Coatings Technology,2006,200(12/13):3942-3949.
【8】
GUDMUNDSSON B,JACOBSON B E.The effect of silicon and zirconium additions on the microstructure of vacuum-plasma-sprayed Co-Ni-Cr-Al-Y coating[J].Materials Science and Engineering A,1989,108(1):73-80.
【9】
SCHULZ U,FRITSCHER K,PETERS M.EB-PVD Y2O3-and CeO2/Y2O3-stabilized zirconia thermal barrier coatings crystal habit and phase composition[J].Surface and Coatings Technology,1996,82(3):259-269.
【10】
郝杉杉,刘海平,江晓全.真空电弧镀沉积NiCrAlY涂层工艺[J].材料工程,1999(2):40-43.
【11】
WANG Q M,WU Y N,KE P L.Hot corrosion behavior of AIP NiCoCrAlY(SiB) coatings on nickel base superalloys[J].Surface and Coatings Technology,2004,186(3):389-397.
【12】
李美姮,张重远,孙晓峰.真空热处理对镍基单晶高温合金溅射NiCrAlY涂层抗氧化性能的影响[J].中国腐蚀与防护学报,2002,22(3):153-157.
【13】
徐爱群,黄海波,王世栋.磁控溅射NiCrAIY镀层的组织结构研究[J].东南大学学报,1996,26(4):136-138.
【14】
BRANDL W,TOMA D,GRABKE H J.The characteristics of alumina scales formed on HVOF-sprayed MCrAlY coatings[J].Surface and Coating Technology,1998,108/109(1/3):10-15.
【15】
武颖娜,华伟刚,纪爱玲.爆炸喷涂技术制备热障涂层的研究[J].金属学报,2002,38(10):1082-1086.
【16】
张玉娟,孙晓峰,金涛,等.低压等离子喷涂NiCrAlY涂层的恒温氧化特征分析[J].材料保护,2003,36(1):14-16.
【17】
张玉娟,孙晓峰,金涛,等.爆炸喷涂NiCrAlYTa涂层的微观组织分析[J].金属学报,2003,39(2):185-188.
【18】
RYBICKI G C,SMIALEK K L.Effect of the θ→α-Al2O3 transformations on the oxidation behavior of the β-NiAl+Zr[J].Oxidation of Metals,1989,31(3):275-280.
【19】
TAWANCY H M,ABBASA N M,BENNETT A.Role of Y during high temperature oxidation of an M-Cr-Al-Y coating on an Ni-base superalloy[J].Surface and Coatings Technology,1994,68/69:10-16.
