摘要: 本文采用大气等离子喷涂和激光熔覆在 GH99高温合金表面分别制备两种MCrAlY(Ta)(M=Ni,Co)涂层。在分析 GH99合金及四种 MCrAlY(Ta)涂层的组织结构基础上，研究了其在900～1100℃空气中的高温氧化行为，采用SEM和XRD对氧化前后试样的形貌和结构进行分析... 展开 本文采用大气等离子喷涂和激光熔覆在 GH99高温合金表面分别制备两种MCrAlY(Ta)(M=Ni,Co)涂层。在分析 GH99合金及四种 MCrAlY(Ta)涂层的组织结构基础上，研究了其在900～1100℃空气中的高温氧化行为，采用SEM和XRD对氧化前后试样的形貌和结构进行分析，初步阐明了其高温氧化机理。 试验表明，等离子喷涂制备的两种 MCrAlY(Ta)涂层与基体之间以机械咬合为主，涂层颗粒呈片状，缺陷较多，其中CoNiCrAlY涂层中存在富Al的β-NiAl相，而 NiCoCrAlYTa涂层中不存在β相，但存在偏聚的Ta相；激光熔覆制备的两种 MCrAlY(Ta)涂层仅存在单一的γ相，晶粒定向生长且呈树枝状垂直表面，内部缺陷极少，界面冶金结合。 GH99高温合金在900℃和1000℃下满足抛物线规律，在1100℃下满足两段的抛物线规律。等离子喷涂及激光熔覆涂层在900℃~1100℃下基本满足抛物线规律。在相同温度条件下，同种工艺制备的CoNiCrAlY涂层比NiCoCrAlYTa涂层氧化速率低。除在1100℃下激光熔覆CoNiCrAlY涂层比等离子 CoNiCrAlY涂层氧化速率常数略高，总体上激光熔覆涂层比等离子喷涂涂层抗氧化性能要好。 GH99合金的高温氧化产物为 Cr2O3、NiCr2O4和TiO2，表层氧化物主要为 TiO2；次外氧化层主要为 Cr2O3及 NiCr2O4，内部存在大量的内氧化物Al2O3。1100℃下氧化200h后出现Al2O3内氧化层。 等离子喷涂 CoNiCrAlY涂层的高温氧化产物为 Al2O3、Cr2O3和尖晶石相(Cox,Ni1-x)Cr2O4；氧化后期生成致密的Al2O3内氧化层；氧化前期涂层中残留富 Al的β-NiAl相，后期β相消耗较快。NiCoCrAlYTa涂层的高温氧化产物为 Cr2O3、Al2O3、NiO、NiCr2O4和NiTa2O6；氧化层不致密，涂层中不存在β相，没有形成 Al2O3内氧化层，氧化层附近的涂层合金存在 Al元素的偏聚；氧化后期生成大量尖晶石NiCr2O4，表层氧化物中存在更多的NiTa2O6。 激光熔覆 CoNiCrAlY涂层的高温氧化产物为 Cr2O3和尖晶石相(Nix,Co1-x)Cr2O4；氧化前期涂层内部出现富 Al偏聚相，氧化后期生成了致密的Al2O3内氧化保护层。激光熔覆 NiCoCrAlYTa涂层的高温氧化产物包括 NiO、Cr2O3、NiCr2O4和NiTa2O6；氧化前期生成的产物以 Cr2O3为主，结构不致密并出现起脊、剥落，氧化层下的涂层合金中存在“沟壑”和球状富Ta析出相；氧化后期生成的表层氧化物剥落严重，涂层中存在大量内氧化物 Al2O3；没有形成Al2O3的内氧化层。 收起