TiAl合金表面抗高温氧化涂层研究

中国腐蚀与防护学报

2009, Vol. 29

Issue (1): 1-8

研究报告

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TiAl合金表面抗高温氧化涂层研究

王东生^1;2;田宗军^1;2;陈志勇²;沈理达²;吴红艳³;张平则³;刘志东^1;2;徐重³;黄因慧³

1.南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室南京 210016
2.南京航空航天大学机电学院南京 210016
3.南京航空航天大学材料科学与技术学院南京 210016

HIGH-TEMPERATURE OXIDATION RESISTANCE COATINGS ON TiAl ALLOY SURFACE

WANG Dongsheng^1;2; TIAN Zongjun^1;2; CHEN Zhiyong²; SHEN Lida²; WU Hongyan³; ZHANG Pingze³;LIU Zhidong^1;2;XU Zhong³; HUANG Yinhui^1;2

1.Jiangsu Key Laboratory of Precision and Micro--Manufacturing Technology; Nanjing University of Aeronautics and Astronautics; Nanjing 210016
2.College of Mechanical and Electrical Engineering; Nanjing University of Aeronautics and Astronautics; Nanjing 210016
3.School of Materials Science and Technology; Nanjing University of Aeronautics and Astronautics; Nanjing 210016

全文: PDF(3111 KB)

摘要:

研究了TiAl合金表面双层辉光离子渗Cr层、等离子喷涂以及激光重熔MCrAlY 涂层在850 ℃的循环氧化行为。用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、辉光放电光谱分析仪（GDS）和X射线衍射仪（XRD）分析了涂层氧化前后的表面形貌、微观组织和相组成。结果表明，渗Cr层组织均匀、致密，且与TiAl合金基体为梯度冶金结合；经过激光重熔处理后，等离子喷涂MCrAlY层的片层状组织得以消失，致密性提高；几种涂层均不同程度地提高了TiAl合金的抗高温氧化性能，其中渗Cr层在氧化初期表现出较好的抗氧化性能，但在长期循环氧化过程中存在局部氧化层剥落现象，等离子喷涂MCrAlY层能显著提高TiAl 合金的抗高温氧化性能，经过激光重熔后可进一步提高其抗高温氧化性能。

关键词 ： TiAl合金, 双层辉光离子渗Cr, 激光重熔, 等离子喷涂, MCrAlY涂层, 抗高温氧化性能

Abstract：

The behaviours of double glow plasma surface chromized layers, plasma-sprayed and laser--remelted MCrAlY coatings on the cyclic oxidation resistance of a TiAl alloy were researched in air at 850 ℃. The surface morphology, microstructure and phases of the coatings before and after oxidation were investigated using scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), glow discharge spectrometer (GDS) and X-ray diffractometry (XRD). The results show that the chromized layer was uniform, dense and had a well gradient metallurgical bonding with TiAl substrate. The MCrAlY coating prepared by plasma-spraying had a higher porosity and showed lamellar structure, which were eliminated after laser remelting. All the coatings improved the oxidation resistance of TiAl alloy very effectively. The chromized layer showed good oxidation resistance in the early stage of oxidation, while the oxide scale partially peels off in the long--term cyclic oxidation process. The MCrAlY coatings had better oxidation resistance during the long-term cyclic oxidation process. The plasma-spayed MCrAlY coating had better oxidation resistance than the TiAl alloy, and the laser-remelted coating had the best oxidation resistance among the coatings.

Key words： TiAl alloy double glow plasma surface chromizing laser remelting plasma spraying MCrAlY coating high-temperature oxidation resistance

收稿日期: 2008-07-28

ZTFLH:

TG174

基金资助:

国家自然科学基金资助项目（59975046）；江苏省自然科学基金重点资助项目（BK2004005）

通讯作者: 田宗军 E-mail: tianzj@nuaa.edu.cn

Corresponding author: TIAN Zongjun E-mail: tianzj@nuaa.edu.cn

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引用本文:

王东生田宗军陈志勇沈理达吴红艳张平则刘志东徐重黄因慧. TiAl合金表面抗高温氧化涂层研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2009, 29(1): 1-8.
YU Dong-Sheng, TIAN Zong-Jun, CHEN Zhi-Yong, CHEN Li-Ta, WU Hong-Yan, ZHANG Beng-Ze, LIU Zhi-Dong, XU Tong, HUANG Yin-Hui. HIGH-TEMPERATURE OXIDATION RESISTANCE COATINGS ON TiAl ALLOY SURFACE. J Chin Soc Corr Pro, 2009, 29(1): 1-8.

链接本文:

https://www.jcscp.org/CN/ 或 https://www.jcscp.org/CN/Y2009/V29/I1/1

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