Ni-- Fe-- Cr 基高温合金表面 AlCrN 涂层制备及高温氧化性能.pdf

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1、第36卷第9期北京科技大学学报V01．36NO．92014年9月JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijingSep．2014Ni-Fe-Cr基高温合金表面AICrN涂层制备及高温乳化性能孔德军，洇，付贵忠¨，张垒1)常州大学机械工程学院，常州2131642)常州大学江苏省材料表面科学与技术重点实验室．常州213164园通信作者，E-mail：kong—dejun@163．con摘要采用阴极弧离子镀法在M—Fe—cr基高温合金表面制备了A1CrN涂层．通过电子扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪和x射线光

2、电子谱仪等分析了A1CrN涂层表面和界面的形貌、能谱、物相以及结合能谱，并进行了800和900℃高温氧化实验，研究了A1CrN涂层抗高温氧化性能及其机理．实验结果表明：A1CrN涂层主要成分为Al、cr和N元素，添加Al元素后表现出较强的A1N择优取向；A12p峰谱为Al—N和Al一0结合键，Cr2p峰谱为c卜一0和c卜-N结合键，N1s峰谱以cr__N和Al—N的形态存在，另外含有少量的N—cr一0和N—Al一0结合键；经过高温氧化后A1CrN涂层表面氧化物为Cr，O，对高温合金基体有良好的保护作用．关键词高温合金；镍合金；涂层；离子镀；微观组织

3、；物相组成；氧化分类号TG174．4PreparationandhightemperatureoxidationofAICrNcoatingsonthesurfacesofNi-_Fe’-Cr。-basedsuperalloysKONGDe-jun，旧，FUGui—zhong”，ZHANGLei’1)CollegeofMechanicalEngineering，ChangzhouUniversity，Changzhou213164，China2)JiangsuKeyLaboratoryofMaterialsSurfaceScienceandTech

4、nology，ChangzhouUniversity，Changzhou213164，China囟Correspondingauthor．E—mail：kong—dejun@163．COBABSTRACTAnA1CrNcoatingwaspreparedonthesurfaceofaNi—Fe—Cr—basedsuperalloybycathodicarcionplating．Thenor—phology，energyspectra，phasecomposition，andbindingenergyofthecoatingsurfaceandint

5、erfacewereanalyzedby"meansofscan—ningelectronmicroscopy，energydispersespectroscopy，X—ra_ydifractionandX—rayphotoelectronspectroscopy．Thehightemperatureoxidationresistanceandmechanismofthecoatingwerestudiedbyhightemperatureoxidationtestsat800and900oC．Itisfoundthatthecoatingisma

6、inlycomposedofA1，CrandNelements，showingstrongpreferredorientationofA1NafteraddingA1element．ThepeakspectrumofA12pisA1一NandAl一0binds，thepeakspectrumofCr2pisCr一0andCr—Nbinds，andthepeakspectrumofN1SisintheformofCr--一NandA1一N．alSOcontainsasmallamountofN—Cr一0andN—A1一Obonds．Theoxidei

7、n山ecoatingsurfaceisCr203afterhightemperatureoxidation，whichhasgoodprotectiveeffectontheNi—Fe—Cr—basedsuperalloy．KEYWORDSsuperalloys；nickelalloys；coatings；ionplating；mierostrueture；phasecomposition；oxidationCrN涂层因其具有较高的硬度和较低的摩擦大的限制．CrN涂层是目前过渡金属氮化物涂因数，已广泛应用于刀具和成型模具．但是，层中Al固溶度最高的

8、氮化物，工艺上采用合金CrN涂层在高温下稳定性差，使其应用范围受到极元素Al添加到CrN涂层中，用Al原子替代CrN中收稿