MCrAlY型涂层(M=Co,Ni或者Co、Ni组合)广泛应用于燃气轮机系统,用于减轻高温部件的氧化,涂层的组织稳定性和寿命至关重要。本文以Co、Ni基MCrAlY合金为研究对象,深入研究Al,Re对合金相变和氧化寿命的影响。通过SSOL5和TTNI8两个热力学数据库,利用Thermo-Calc计算了平衡态的合金组织。结果表明,通过TTNI8计算得到的合金相类型和含量与实验结果吻合较好,而通过SSOL5得到的结果与实验并不符合。Al增加1wt.%会导致β相的体积分数增加约8%。含Re合金中,当Al含量高于某个临界值时,会形成Cr-Re相(富Ni合金中的α相或富Co合金中的σ相)。等温氧化实验表明,所研究合金的氧化产物Al2O3均近似抛物线生长规律。通过截面样品观察了氧化膜下基体的成分和显微结构变化,并与DICTRA计算结果进行了对比。对于氧化后的合金相,成分分布计算结果与实验吻合较好。通过建立β相贫化与氧化时间的关系,进一步研究了高温氧化过程中由于化学成分失效(Al的贫化)引起的合金寿命的变化。合金的化学寿命主要取决于氧化速率和Al的扩散。合金中添加Re和Al能够提高β相的体积分数、降低氧化速率和Al的扩散,从而提高其寿命。Re对富Co合金的影响明显大于对富Ni合金的影响,这可能是由于两种合金中相组成不同所导致的(富Co合金主要是γ、β和σ相,富Ni合金主要是γ、β和α相)。两种成分近似的Co Ni Cr Al Re Y合金(一种为商用合金粉末冶炼的合金,一种为自购原料冶炼的实验合金)的氧化实验表明,但商用合金在氧化膜下的基体中仅形成了一层富含Cr-Re的区域,而实验合金在贫Al区析出了富含Cr-Re的σ相。DICTRA分析表明,该富集是由Al的贫化导致的Cr和Re化学势降低引起的。富集形式的差别主要源于不同的合金相,实验合金含有γ,β和σ相,而商业合金含有γ,β,σ和α相。相组成的差别以及界面处Cr和Re富集并析出新相的不同倾向,与合金纯度有关。纯度较低的合金,α相向σ相的转变更容易,因此Cr和Re在界面处不断聚集并且导致了σ相颗粒的析出,而较高纯度的合金仅在贫Al区形成了一层富含Cr-Re的区域。