不同方法制备K403镍基高温合金渗铝层的氧化行为研究

作者：杨久峰; 舒小勇; 董舒赫; 汪云程; 彭晓

来源：表面技术, 2023, 52(06): 319-326.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2023.06.028

• K403
• 渗Al涂层
• 包埋渗Al
• 料浆渗Al
• 化学气相沉积渗Al
• 氧化性能

目的 研究采用包埋渗（PCA）、料浆渗（SA）和化学气相沉积（CVD）3种方法 ，在Ni基高温合金K403上制备渗Al涂层的成分和结构差异及其对氧化行为的影响，为采用相关方法 制备高性能渗Al涂层提供理论和实验指导。方法 在K403上，采用3种方法 在950℃下扩散渗Al，通过带能谱仪（EDS）的扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和热重分析仪（TGA）分析不同方法 制备的渗Al涂层的成分变化情况，以及对Al2O3生长机制的影响。结果 采用SA、PCA、CVD3种方法 扩散渗Al，均获得了β–NiAl涂层，其中来自K403合金基体元素（尤其是Ti）的掺杂情况各不相同，掺杂浓度按照涂层制备方法 排列顺序为SA>CVD>PCA。在1000℃空气中恒温氧化，结果 表明，CVD渗Al涂层的氧化速度最慢，PCA最快，SA居中。这是由于Ti的掺杂水平不同，导致涂层的氧化行为，尤其是亚稳态θ–Al2O3向稳态α–Al2O3的转变过程发生了变化。在氧化时，PCA渗Al涂层快速生长θ–Al2O3膜，适量Ti的掺杂致使CVD渗层α–Al2O3膜快速形成。虽然SA渗Al涂层在多数地方生长α–Al2O3膜，但过量Ti掺杂导致渗层析出较多大尺寸富Ti相，快速外氧化和内氧化使得涂层的总氧化速度居于另2种涂层之间。结论 在K403上采用不同方法 渗Al，合金元素的掺杂水平不同，使得制备的β–NiAl涂层的氧化机制发生变化。

• 单位
  中国航发南方工业有限公司; 南昌航空大学