郭喜平
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.02.03
Nb-Si基超高温合金具有高熔点、适中的密度、良好的高低温力学性能等特征,有潜力应用于1 200～1 450℃高温,但其抗氧化性能较差.综述了该合金的成分特点、制备方法、特别是其抗氧化硅化物渗层的制备方法、组织特点及其氧化行为.重点介绍了该合金的整体定向凝固方法及其组织特点.开发了Al,Y,Cr,B,Ce,Zr,Ge等单元以及多元联合改性的NbSi2基硅化物涂层体系,其中多种涂层体系经1 250～1 350℃恒温氧化100～200 h或1 250℃～室温循环氧化100次后仍对基体合金具有优异的保护能力.其中最具有代表性的是采用Si-Al-Y2O3包埋共渗在Nb-Si基超高温合金表面制备的Y,Al二元联合改性硅化物渗层.Al对渗层氧化行为的改性体现于对氧化膜组织结构的影响,即合适的Al含量可促使在渗层(Nb,X)Si2外层的表面优先生成SiO2,从而形成以SiO2·Al2O3为主的致密氧化膜.
关键词:
Nb-Si基超高温合金
,
合金化
,
制备技术
,
抗氧化渗层
,
改性硅化物
,
包埋共渗
,
Al
,
定向凝固
田晓东
,
郭喜平
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2007.z1.060
分别采用两步包埋渗法和包埋共渗法在铌硅化物基合金表面制备了Al改性硅化物抗氧化涂层.两步包埋渗法是先在合金表面包埋渗Si制备(Nb,X)Si2(X表示Ti,Cr和Hf元素)涂层,然后再将渗Si试样于800～1000℃包埋渗Al.结果表明:当渗Al温度达到860℃时渗入(Nb,X)Si2层中的Al可形成(Nb,Ti)3Si5Al2相;当渗Al温度达到900℃时渗入的Al还可穿过(Nb,X)Si2层在渗Si层与基体之间形成(Nb,Ti)(Al,Si)3层.经1150℃/20h Si-Al包埋共渗后在合金表面形成的涂层具有多层复合结构:外层主要由(Nb,Ti)3Si5Al2和(Nb,Ti)(Al,Si)3组成;中间层上部为(Nb,X)Si2,下部为低硅化物(Nb,X)5Si3;内层由基体相(Nb,Ti)Al3和柱状晶(Cr,Al)2(Nb,Ti)组成.
关键词:
铌硅化物基超高温合金
,
包埋共渗
,
Al改性硅化物涂层
,
组织结构
张超峰
,
郭喜平
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.01209
研究了包埋共渗温度和渗剂中Al含量对Nb-Ti-Si基超高温合金表面Si-Al-Y共渗层显微组织的影响.采用组成为10Si-10Al-3Y-5NaF-72Al2O3(wt%)的渗剂,分别在1050、1080和1150℃保温10h所制备的渗层具有相似的结构,由(Nb,X)Si2(X代表Ti,Cr和Hf)外层、(Nb,X)5Si3中间层、(Cr,Al)2(Nb,X)和(Nb,X)Al3相构成的次内层及(Nb,X)2Al内层组成.在1050℃/10h所制备渗层的外层和中间层的组成相随渗剂中Al含量增加而变化,但次内层和内层的组成相不改变.当渗剂中Al含量为15wt%时,渗层外层仍为(Nb,X)Si2,但中间层却件1(Nb,X)Al3和(No,X)5Si3两相组成;当渗剂中Al含量为20wt%时,渗层外层转变为由(Nb,X)Si2和(Nb,X)3Si5Al2两相组成.对1050℃/10h所制备的渗层(采用Al含量为15wt%的渗剂)进行1250℃/0.5h氧化,氧化膜厚度约为10pm,主要由Al2O3、TiO2和SiO2组成.
关键词:
Nb-Ti-Si基合金
,
包埋共渗
,
Si-Al-Y共渗层
,
氧化膜
