不同冷热循环条件下NiCrAlY涂层体系的微观组织演变规律及失效机理.pdf

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1、第23卷第2期中国有色金属学报2013年2月VbI-23NO．2TheChineseJournalofNonferrousMetalsFeb．20l3文章编号：1004．0609(2013)02—0417—09不同冷热循环条件下NiCrAIY涂层体系的微观组织演变规律及失效机理李伟洲，，李月巧，易丹青，刘会群，孙超(1．中南大学材料科学与工程学院，长沙410083；2．广西大学材料科学与工程学院，南宁530004；3．中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室，沈阳110016)摘要：用空气缓冷和水快冷方式对加热至1050℃的N

2、iCrA1Y单一涂层及含CrON扩散阻挡层的复合涂层冷却至室温，由此研究其抗循环氧化能力。结果表明：在缓冷情况下，经过200次循环氧化，无扩散阻挡层的NiCrA1Y涂层明显退化，表面膜呈疏松多孑L结构，以混合氧化物相为主，在涂层与基体界面附近出现Kirkendall孔穴；有扩散阻挡层的试样表面则以Al：03膜为主，扩散阻挡层保持连续，无明显涂层退化或破坏现象，说明扩散阻挡层能明显提高NiCrA1Y涂层的缓冷抗循环氧化能力。在快冷情况下，有或无扩散阻挡层的试样的表面涂层均较快发生破坏。40次循环氧化后，单一涂层表面出现鼓包突起；45次循

3、环氧化后，鼓包处涂层脱落。而有扩散阻挡层的试样经40次循环氧化后于扩散阻挡层界面处开裂；45次循环氧化后，包覆涂层部分断落。利用Oxx公式能很好地解释涂层／基体或涂层／扩散阻挡层界面的破坏；对于快冷循环氧化，还要考虑在循环过程中的热应力累积效应。关键词：NiCrA1Y涂层；扩散阻挡层；循环氧化；界面；失效机理中图分类号：TB43文献标志码：AMicr0structuralevolutionandfailuremechanismofNiCrAIYcoatingsystemsduringdifferentcycledoxidationsL

4、IWei．zhou，2,3LIYue—qiaoYIDan—qing，LIUHui．qun，SUNChao，(1．SchoolofMaterialScienceandEngineering，CentralSouthUniversity,Changsha410083，China；2．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，GuangxiUniversity,Nanning530004，China；3．StateKeyLaboratoryforCorrosionandProtection，Institu

5、teofMetalResearch，ChineseAcademyofSciences，Shenyang110016，China)Abstract：ThecycledoxidationresistanceabilitiesofsingleNiCrA1YcoatedsampleandNiCrA1Y／CrONduplexcoatingsamplewerestudiedbycoolingfrom1050℃toroomtemperatureinairandwaterquenching．Theresultsshowthatduringslowco

6、oling，thesingleNiCrA1Ycoatingdegradesafter200cycles，withmixed—oxidesofA1203，NiCr204andTiO，onthesurfaceandKirkendallvoidsformedclosingtotheNiCrA1Y／DSM11interface．Onthesurfaceofduplexcoatingsamplewiththediffusionbarrierlayer,anadheredA1203scaleisformedandnodamageisdetecte

7、datthecoating／substrateinterface．Inthecaseoffastcooling，thetwocoatingsamplesarefastdamagedonlyaftersomecycles．After40cycles，somebulgesarefoundonthesinglecoatingsurface，andtheinterfacialdelaminationOccursintheduplexcoatingsample．After45cycles，thecoatingsinthebulgezoneare

8、spalledoffromthesinglecoatedsample，whilepartoftheoverlayerisfracturedintheduplexcoatingsample．ByOxxformula，the