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摘要
高温合金在高温服役时会受到温度和应力的共同作用，其界面组织结构的变化必然与单一热场下不同。采用电弧离子镀技术在镍基单晶高温合金表面制备Ni Co Cr Al YHf涂层，利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子探针(EPMA)等方法研究了涂层与基体在不同温度、时间及应力的条件下由元素互扩散所引起的微观结构演变与各成分的分布。结果表明：在无加载的情况下，Ni Co Cr Al YHf涂层与单晶高温合金的界面在1 050、1 100及1 150°C下均发生明显的元素互扩散现象，且随着热暴露温度的升高和时间的延长，互扩散区(IDZ)宽度增大；界面处的扩散元素以Al、Ni、Cr和Co为主，Al、Ni由基体向涂层扩散，Cr、Co由涂层向基体扩散，导致基体γ/γ′相失稳而析出拓扑密堆积相(TCP)。NiCoCrAlYHf涂层与单晶高温合金基体在热力耦合作用下具有与上述相似的元素互扩散现象，但应力抑制了界面元素的互扩散行为，互扩散区宽度明显减小，且不受实验范围内载荷大小(50、71和100 MPa)的影响。另外，应力场不会改变TCP相的形貌和成分富集，单一热暴露试样和热力耦合作用试样在互扩散区、二次反应区(SRZ)析出的块状及针状TCP相均为碳化钽和P相析出物。
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单位广东省现代表面工程技术重点实验室; 广东省科学院; 中国航发南方工业有限公司
