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本论文以镍基单晶高温合金为基材,采用电弧离子镀技术制备了NiCoCrAlYSiB涂层(普通涂层)和(NiCoCrAlYSiB+AlSiY)复合涂层,分析了涂层的组织结构,研究了高温合金基体与2种涂层分别在700和900℃下的涂盐(Na2SO4+K2SO4和Na2SO4+NaCl)热腐蚀行为。
NiCoCrAlSiY普通涂层和(NiCoCrAlYSiB+AlSiY)复合涂层在退火前后组织均匀致密,与基体结合良好。(NiCoCrAlYSiB+AlSiY)复合涂层经过退火处理后,明显分为内外两层,外层主要由β-(Ni,Co)Al相组成,同时包括少量的α-Cr相和Cr3Si相;内层的结构与普通涂层类似。(NiCoCrAlYSiB+AlSiY)复合涂层经过退火处理后,Al元素外层高内层低、Cr元素外层低内层高,呈梯度分布。
在Na2SO4+K2SO4混合盐中700℃热腐蚀600h后,合金基体上可以观察到深度3-5μm的腐蚀坑,而2种涂层的热腐蚀侵蚀深度都很小。经过热腐蚀之后,基体合金的表面腐蚀产物有NiO;NiCoCrAlYSiB普通涂层的表面有γ′/γ相;(NiCoCrAlYSiB+AlSiY)复合涂层的表面有β-(Ni,Co)Al相。
在Na2SO4+NaCl混合盐中700℃热腐蚀200h后,基体合金表面被腐蚀,表面下20μm深度内出现了密集的内氧化和内硫化,表面腐蚀产物有NiO;NiCoCrAlYSiB普通涂层表面生成3-5μm厚的氧化膜,内氧化深入到整个涂层,表面腐蚀产物有Cr2O3;(NiCoCrAlYSiB+AlSiY)复合涂层的表面产生了厚度10μm以上的氧化膜,表面腐蚀产物有Al2O3。
在Na2SO4+K2SO4混合盐中900℃热腐蚀100h后,基体合金腐蚀较严重,表面腐蚀产物有NiO、(Ni,Co)(Cr,Al)2O4尖晶石和Na(Ta,Nb)O3;NiCoCrAlYSiB普通涂层表面生成了1-3μm厚的氧化膜,同时在涂层内部出现了内氧化,表面腐蚀产物有Cr2O3;(NiCoCrAlYSiB+AlSiY)复合涂层表面生成了超过3μm厚的氧化膜,涂层内出现了2.5μm厚的“贫Al区”,表面仍然有β-(Ni,Co)Al相存在,同时有γ′/γ相、Al2O3以及少量NiCoCr相生成。
在Na2SO4+NaCl混合盐中900℃热腐蚀40h后,基体合金腐蚀严重,出现了较多内氧化,腐蚀侵蚀深度达到40-50μm,表面腐蚀产物有NiO、(Ni,Co)(Cr,Al)2O4尖晶石和Na(Ta,Nb)O3;NiCoCrAlYSiB普通涂层表面生成了不连续的氧化膜,涂层中出现了遍及整个涂层的严重内氧化,表面腐蚀产物有Cr2O3;(NiCoCrAlYSiB+AlSiY)复合涂层外层出现了密集的内氧化,内氧化边缘有大量的“贫Al区”,表面仍有β-(Ni,Co)Al相存在,同时生成γ′/γ相和Al2O3。