A review of composition evolution in Ni-based single crystal superalloys
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2020
... 燃气涡轮发动机热端部件面临着实际工况下的高温氧化、腐蚀、冲蚀、交变载荷等作用，服役环境极为恶劣.γ′/γ双相镍基单晶高温合金作为发动机叶片的主要基体合金，在其服役过程中，立方形γ′相沿单一晶面优先生长，会导致筏化现象的出现[1,2].筏化使合金高温力学性能发生明显退化，加速合金的蠕变变形，恶化高温合金的断裂韧性和疲劳寿命，是合金失效的重要形式之一[3]. ...
Recent developments in nickel-based superalloys for gas turbine applications: Review
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2023
... 燃气涡轮发动机热端部件面临着实际工况下的高温氧化、腐蚀、冲蚀、交变载荷等作用，服役环境极为恶劣.γ′/γ双相镍基单晶高温合金作为发动机叶片的主要基体合金，在其服役过程中，立方形γ′相沿单一晶面优先生长，会导致筏化现象的出现[1,2].筏化使合金高温力学性能发生明显退化，加速合金的蠕变变形，恶化高温合金的断裂韧性和疲劳寿命，是合金失效的重要形式之一[3]. ...
TCP phases growth and crack initiation and propagation in nickel-based single crystal superalloys containing Re
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2018
... 燃气涡轮发动机热端部件面临着实际工况下的高温氧化、腐蚀、冲蚀、交变载荷等作用，服役环境极为恶劣.γ′/γ双相镍基单晶高温合金作为发动机叶片的主要基体合金，在其服役过程中，立方形γ′相沿单一晶面优先生长，会导致筏化现象的出现[1,2].筏化使合金高温力学性能发生明显退化，加速合金的蠕变变形，恶化高温合金的断裂韧性和疲劳寿命，是合金失效的重要形式之一[3]. ...
Nanocrystalline coatings on superalloys against high temperature oxidation: A review
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2021
... 此外，镍基单晶高温合金成分中含有多种氧化物形成元素(Al、Cr、Mo、Ti、W、Hf等)，难以形成纯净、连续、致密、黏附性较好的保护性氧化膜(Al2O3、Cr2O3或SiO2)，施加高温防护涂层势在必行[4,5].以金属间化合物β-NiAl构成的渗铝涂层含有充足的铝储备，能保证叶片等关键热端部件在长期服役过程中表面形成保护性较强的单一氧化铝膜，大大提高了高温合金的抗氧化性能，减缓高温合金的失效，提高叶片服役性能[6~8].Pt改性铝化物涂层具有较好的工程应用价值，目前已广泛应用于燃气涡轮发动机工业.Pt的引入在促进Al的选择性氧化同时，显著提高了氧化膜黏附性，进一步延长了高温合金的服役寿命[9,10]. ...
Gas turbine coatings-an overview
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2012
... 此外，镍基单晶高温合金成分中含有多种氧化物形成元素(Al、Cr、Mo、Ti、W、Hf等)，难以形成纯净、连续、致密、黏附性较好的保护性氧化膜(Al2O3、Cr2O3或SiO2)，施加高温防护涂层势在必行[4,5].以金属间化合物β-NiAl构成的渗铝涂层含有充足的铝储备，能保证叶片等关键热端部件在长期服役过程中表面形成保护性较强的单一氧化铝膜，大大提高了高温合金的抗氧化性能，减缓高温合金的失效，提高叶片服役性能[6~8].Pt改性铝化物涂层具有较好的工程应用价值，目前已广泛应用于燃气涡轮发动机工业.Pt的引入在促进Al的选择性氧化同时，显著提高了氧化膜黏附性，进一步延长了高温合金的服役寿命[9,10]. ...
Microstructure and high temperature oxidation behavior of Pt-modified aluminide bond coats on Ni-base superalloys
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2013
... 此外，镍基单晶高温合金成分中含有多种氧化物形成元素(Al、Cr、Mo、Ti、W、Hf等)，难以形成纯净、连续、致密、黏附性较好的保护性氧化膜(Al2O3、Cr2O3或SiO2)，施加高温防护涂层势在必行[4,5].以金属间化合物β-NiAl构成的渗铝涂层含有充足的铝储备，能保证叶片等关键热端部件在长期服役过程中表面形成保护性较强的单一氧化铝膜，大大提高了高温合金的抗氧化性能，减缓高温合金的失效，提高叶片服役性能[6~8].Pt改性铝化物涂层具有较好的工程应用价值，目前已广泛应用于燃气涡轮发动机工业.Pt的引入在促进Al的选择性氧化同时，显著提高了氧化膜黏附性，进一步延长了高温合金的服役寿命[9,10]. ...
Deposition of oxidation-resistant coatings by vacuum-pulse-arc melting of NiAl-based granules to protect Ni superalloys
2023
Oxidation behavior of CVD aluminized coatings on DD6 single crystal Ni-based superalloy
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2025
... 此外，镍基单晶高温合金成分中含有多种氧化物形成元素(Al、Cr、Mo、Ti、W、Hf等)，难以形成纯净、连续、致密、黏附性较好的保护性氧化膜(Al2O3、Cr2O3或SiO2)，施加高温防护涂层势在必行[4,5].以金属间化合物β-NiAl构成的渗铝涂层含有充足的铝储备，能保证叶片等关键热端部件在长期服役过程中表面形成保护性较强的单一氧化铝膜，大大提高了高温合金的抗氧化性能，减缓高温合金的失效，提高叶片服役性能[6~8].Pt改性铝化物涂层具有较好的工程应用价值，目前已广泛应用于燃气涡轮发动机工业.Pt的引入在促进Al的选择性氧化同时，显著提高了氧化膜黏附性，进一步延长了高温合金的服役寿命[9,10]. ...
DD6单晶Ni基高温合金表面CVD渗Al涂层的氧化行为
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2025
... 此外，镍基单晶高温合金成分中含有多种氧化物形成元素(Al、Cr、Mo、Ti、W、Hf等)，难以形成纯净、连续、致密、黏附性较好的保护性氧化膜(Al2O3、Cr2O3或SiO2)，施加高温防护涂层势在必行[4,5].以金属间化合物β-NiAl构成的渗铝涂层含有充足的铝储备，能保证叶片等关键热端部件在长期服役过程中表面形成保护性较强的单一氧化铝膜，大大提高了高温合金的抗氧化性能，减缓高温合金的失效，提高叶片服役性能[6~8].Pt改性铝化物涂层具有较好的工程应用价值，目前已广泛应用于燃气涡轮发动机工业.Pt的引入在促进Al的选择性氧化同时，显著提高了氧化膜黏附性，进一步延长了高温合金的服役寿命[9,10]. ...
Cyclic oxidation-induced deleterious effects of Ru on the surface rumpling of a Pt-modified aluminide coating
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2024
... 此外，镍基单晶高温合金成分中含有多种氧化物形成元素(Al、Cr、Mo、Ti、W、Hf等)，难以形成纯净、连续、致密、黏附性较好的保护性氧化膜(Al2O3、Cr2O3或SiO2)，施加高温防护涂层势在必行[4,5].以金属间化合物β-NiAl构成的渗铝涂层含有充足的铝储备，能保证叶片等关键热端部件在长期服役过程中表面形成保护性较强的单一氧化铝膜，大大提高了高温合金的抗氧化性能，减缓高温合金的失效，提高叶片服役性能[6~8].Pt改性铝化物涂层具有较好的工程应用价值，目前已广泛应用于燃气涡轮发动机工业.Pt的引入在促进Al的选择性氧化同时，显著提高了氧化膜黏附性，进一步延长了高温合金的服役寿命[9,10]. ...
Synergistic effect of Pt and Hf on the early-stage oxidation behaviour of NiAl coating at 1000 ℃
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2022
... 此外，镍基单晶高温合金成分中含有多种氧化物形成元素(Al、Cr、Mo、Ti、W、Hf等)，难以形成纯净、连续、致密、黏附性较好的保护性氧化膜(Al2O3、Cr2O3或SiO2)，施加高温防护涂层势在必行[4,5].以金属间化合物β-NiAl构成的渗铝涂层含有充足的铝储备，能保证叶片等关键热端部件在长期服役过程中表面形成保护性较强的单一氧化铝膜，大大提高了高温合金的抗氧化性能，减缓高温合金的失效，提高叶片服役性能[6~8].Pt改性铝化物涂层具有较好的工程应用价值，目前已广泛应用于燃气涡轮发动机工业.Pt的引入在促进Al的选择性氧化同时，显著提高了氧化膜黏附性，进一步延长了高温合金的服役寿命[9,10]. ...
The effects of tensile stress on the microstructure evolution and elemental interdiffusion behavior of (Ni, Pt)Al coating and nickel-based superalloy at 1100 ℃ for 200 h
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2023
... 在包括Pt改性铝化物涂层在内的各种高温防护涂层中，涂层随服役时间延长会出现不可逆的性能退化：一方面，在服役过程中氧化铝膜的持续生长可导致涂层中Al逐渐消耗，β-NiAl相将退化为γ′-Ni3Al相；另一方面，在复杂应力环境中，涂层出现微观裂纹并发生严重的内氧化现象[11].鉴于高温部件加工精度高、工艺复杂、造价昂贵的特点，开展叶片的回收、涂层去除、再制备三位一体的涂层修复工艺研究，颇具经济和应用价值.目前，在铝化物涂层去除的主流方案中，采用酸蚀的手段最为常见[12,13]，其工艺通常使用不同浓度的盐酸、硝酸结合缓蚀剂去除大部分的涂层.该工艺的难点在于调控腐蚀液的酸比，防止基体合金内部出现由腐蚀导致的宏观裂纹，此外，涂层往往难以充分去除，使得再制备的涂层结构不完整，甚至出现大量析出相.物理去除方法主要是对涂层进行喷砂、打磨或离子轰击，但是该类方法主要适用于脆性涂层或者涂层/基体界面结合力较差的涂层.虽然工艺简单，但是不易控制去除后的涂层厚度[14,15].电化学方法虽然能有效地溶解涂层，但是表面氧化物的存在极大地降低了溶解速率，并且涂层中Cr的存在影响了溶解的均匀性[16]. ...
Refurbishment of thermally degraded diffusion Pt-aluminide (PtAl) bond coat on a Ni-base superalloy
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2018
... 在包括Pt改性铝化物涂层在内的各种高温防护涂层中，涂层随服役时间延长会出现不可逆的性能退化：一方面，在服役过程中氧化铝膜的持续生长可导致涂层中Al逐渐消耗，β-NiAl相将退化为γ′-Ni3Al相；另一方面，在复杂应力环境中，涂层出现微观裂纹并发生严重的内氧化现象[11].鉴于高温部件加工精度高、工艺复杂、造价昂贵的特点，开展叶片的回收、涂层去除、再制备三位一体的涂层修复工艺研究，颇具经济和应用价值.目前，在铝化物涂层去除的主流方案中，采用酸蚀的手段最为常见[12,13]，其工艺通常使用不同浓度的盐酸、硝酸结合缓蚀剂去除大部分的涂层.该工艺的难点在于调控腐蚀液的酸比，防止基体合金内部出现由腐蚀导致的宏观裂纹，此外，涂层往往难以充分去除，使得再制备的涂层结构不完整，甚至出现大量析出相.物理去除方法主要是对涂层进行喷砂、打磨或离子轰击，但是该类方法主要适用于脆性涂层或者涂层/基体界面结合力较差的涂层.虽然工艺简单，但是不易控制去除后的涂层厚度[14,15].电化学方法虽然能有效地溶解涂层，但是表面氧化物的存在极大地降低了溶解速率，并且涂层中Cr的存在影响了溶解的均匀性[16]. ...
Soft chemical stripping of aluminide coatings and oxide products on Ni superalloys
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2008
... 在包括Pt改性铝化物涂层在内的各种高温防护涂层中，涂层随服役时间延长会出现不可逆的性能退化：一方面，在服役过程中氧化铝膜的持续生长可导致涂层中Al逐渐消耗，β-NiAl相将退化为γ′-Ni3Al相；另一方面，在复杂应力环境中，涂层出现微观裂纹并发生严重的内氧化现象[11].鉴于高温部件加工精度高、工艺复杂、造价昂贵的特点，开展叶片的回收、涂层去除、再制备三位一体的涂层修复工艺研究，颇具经济和应用价值.目前，在铝化物涂层去除的主流方案中，采用酸蚀的手段最为常见[12,13]，其工艺通常使用不同浓度的盐酸、硝酸结合缓蚀剂去除大部分的涂层.该工艺的难点在于调控腐蚀液的酸比，防止基体合金内部出现由腐蚀导致的宏观裂纹，此外，涂层往往难以充分去除，使得再制备的涂层结构不完整，甚至出现大量析出相.物理去除方法主要是对涂层进行喷砂、打磨或离子轰击，但是该类方法主要适用于脆性涂层或者涂层/基体界面结合力较差的涂层.虽然工艺简单，但是不易控制去除后的涂层厚度[14,15].电化学方法虽然能有效地溶解涂层，但是表面氧化物的存在极大地降低了溶解速率，并且涂层中Cr的存在影响了溶解的均匀性[16]. ...
Mechanical properties of thin surface layers affected by material removal processes
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2001
... 在包括Pt改性铝化物涂层在内的各种高温防护涂层中，涂层随服役时间延长会出现不可逆的性能退化：一方面，在服役过程中氧化铝膜的持续生长可导致涂层中Al逐渐消耗，β-NiAl相将退化为γ′-Ni3Al相；另一方面，在复杂应力环境中，涂层出现微观裂纹并发生严重的内氧化现象[11].鉴于高温部件加工精度高、工艺复杂、造价昂贵的特点，开展叶片的回收、涂层去除、再制备三位一体的涂层修复工艺研究，颇具经济和应用价值.目前，在铝化物涂层去除的主流方案中，采用酸蚀的手段最为常见[12,13]，其工艺通常使用不同浓度的盐酸、硝酸结合缓蚀剂去除大部分的涂层.该工艺的难点在于调控腐蚀液的酸比，防止基体合金内部出现由腐蚀导致的宏观裂纹，此外，涂层往往难以充分去除，使得再制备的涂层结构不完整，甚至出现大量析出相.物理去除方法主要是对涂层进行喷砂、打磨或离子轰击，但是该类方法主要适用于脆性涂层或者涂层/基体界面结合力较差的涂层.虽然工艺简单，但是不易控制去除后的涂层厚度[14,15].电化学方法虽然能有效地溶解涂层，但是表面氧化物的存在极大地降低了溶解速率，并且涂层中Cr的存在影响了溶解的均匀性[16]. ...
Removal of coatings from polymer substrates by solid particle blasting to enhance reuse or recycling
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2007
... 在包括Pt改性铝化物涂层在内的各种高温防护涂层中，涂层随服役时间延长会出现不可逆的性能退化：一方面，在服役过程中氧化铝膜的持续生长可导致涂层中Al逐渐消耗，β-NiAl相将退化为γ′-Ni3Al相；另一方面，在复杂应力环境中，涂层出现微观裂纹并发生严重的内氧化现象[11].鉴于高温部件加工精度高、工艺复杂、造价昂贵的特点，开展叶片的回收、涂层去除、再制备三位一体的涂层修复工艺研究，颇具经济和应用价值.目前，在铝化物涂层去除的主流方案中，采用酸蚀的手段最为常见[12,13]，其工艺通常使用不同浓度的盐酸、硝酸结合缓蚀剂去除大部分的涂层.该工艺的难点在于调控腐蚀液的酸比，防止基体合金内部出现由腐蚀导致的宏观裂纹，此外，涂层往往难以充分去除，使得再制备的涂层结构不完整，甚至出现大量析出相.物理去除方法主要是对涂层进行喷砂、打磨或离子轰击，但是该类方法主要适用于脆性涂层或者涂层/基体界面结合力较差的涂层.虽然工艺简单，但是不易控制去除后的涂层厚度[14,15].电化学方法虽然能有效地溶解涂层，但是表面氧化物的存在极大地降低了溶解速率，并且涂层中Cr的存在影响了溶解的均匀性[16]. ...
Dissolution and passivation of aluminide coatings on model and Ni-based superalloy
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2019
... 在包括Pt改性铝化物涂层在内的各种高温防护涂层中，涂层随服役时间延长会出现不可逆的性能退化：一方面，在服役过程中氧化铝膜的持续生长可导致涂层中Al逐渐消耗，β-NiAl相将退化为γ′-Ni3Al相；另一方面，在复杂应力环境中，涂层出现微观裂纹并发生严重的内氧化现象[11].鉴于高温部件加工精度高、工艺复杂、造价昂贵的特点，开展叶片的回收、涂层去除、再制备三位一体的涂层修复工艺研究，颇具经济和应用价值.目前，在铝化物涂层去除的主流方案中，采用酸蚀的手段最为常见[12,13]，其工艺通常使用不同浓度的盐酸、硝酸结合缓蚀剂去除大部分的涂层.该工艺的难点在于调控腐蚀液的酸比，防止基体合金内部出现由腐蚀导致的宏观裂纹，此外，涂层往往难以充分去除，使得再制备的涂层结构不完整，甚至出现大量析出相.物理去除方法主要是对涂层进行喷砂、打磨或离子轰击，但是该类方法主要适用于脆性涂层或者涂层/基体界面结合力较差的涂层.虽然工艺简单，但是不易控制去除后的涂层厚度[14,15].电化学方法虽然能有效地溶解涂层，但是表面氧化物的存在极大地降低了溶解速率，并且涂层中Cr的存在影响了溶解的均匀性[16]. ...
Effect of removing and recoating of HY3 overlay coatings on performance of DD3Alloy
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2008
... 研究者们[17]通过对镍基高温合金上MCrAlY涂层进行多次退除、再涂覆，并且研究了其拉伸性能和高温持久性能，表明化学方法不会明显影响高温合金基体的力学性能，该类工艺是切实可行的.本研究的前期工作已经实现MCrAlY、Pt改性铝化物涂层的修复，且修复后涂层的抗高温氧化性能仍较为优异[18~20]，该工艺可能具备一定的工程化应用潜力.以往涂层修复使用的是薄圆柱状试样，而实际服役的单晶高温合金叶片表面结构复杂，且具有鳞次栉比的气膜孔，结构突变引起的应力集中无疑给修复工艺带来一定困难. ...
HY3包覆型涂层修复对DD3合金性能的影响
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2008
... 研究者们[17]通过对镍基高温合金上MCrAlY涂层进行多次退除、再涂覆，并且研究了其拉伸性能和高温持久性能，表明化学方法不会明显影响高温合金基体的力学性能，该类工艺是切实可行的.本研究的前期工作已经实现MCrAlY、Pt改性铝化物涂层的修复，且修复后涂层的抗高温氧化性能仍较为优异[18~20]，该工艺可能具备一定的工程化应用潜力.以往涂层修复使用的是薄圆柱状试样，而实际服役的单晶高温合金叶片表面结构复杂，且具有鳞次栉比的气膜孔，结构突变引起的应力集中无疑给修复工艺带来一定困难. ...
High-temperature oxidation behaviour of refurbished (Ni, Pt)Al coating on Ni-based superalloy at 1100 ℃
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2021
... 研究者们[17]通过对镍基高温合金上MCrAlY涂层进行多次退除、再涂覆，并且研究了其拉伸性能和高温持久性能，表明化学方法不会明显影响高温合金基体的力学性能，该类工艺是切实可行的.本研究的前期工作已经实现MCrAlY、Pt改性铝化物涂层的修复，且修复后涂层的抗高温氧化性能仍较为优异[18~20]，该工艺可能具备一定的工程化应用潜力.以往涂层修复使用的是薄圆柱状试样，而实际服役的单晶高温合金叶片表面结构复杂，且具有鳞次栉比的气膜孔，结构突变引起的应力集中无疑给修复工艺带来一定困难. ...
... 图12为叶片涂层的修复机制的示意图.由图可见，I为β-(Ni, Pt)Al涂层经过实际工况(II)长期服役形成了二次反应区(SRZ)、互扩散区(IDZ)、β-(Ni, Pt)Al、γ′相和氧化膜的结构，涂层中的Al被部分消耗(III).由于燃气轮机服役环境中存在拉应力，涂层内部出现一些细长的裂纹，裂纹内部受到明显的内氧化作用.经过喷玻璃丸处理(IV)，氧化膜被完全剥离，样品表面较为粗糙(V).结合以往的工作[18,37]，涂层中的Al迅速和稀盐酸反应，并在晶界处形成贯穿式裂纹，涂层结构疏松，为化学去除的腐蚀性溶液的侵入提供便利.在腐蚀介质(稀盐酸)的作用下，溶液迅速和涂层表面反应形成易溶于水的AlCl3(VI).样品表面形状突起处、涂层内裂纹、涂层晶界产生协同作用，促使沿晶、穿晶腐蚀的发生.与此同时，裂纹尖端效应为腐蚀现象的扩展创造条件，这使得涂层呈现出极为疏松的状态(VII).鉴于涂层内部Al含量较低，腐蚀反应速度不断下降，使得腐蚀层深度难以完全剥离IDZ层，在二次喷玻璃丸后，不可避免地残留下一定的IDZ区域和相对完整的二次反应区(SRZ，VIII).由于表面粗糙度较大，经过电镀Pt后，镀层和基体之间产生“铆合”作用，物理结合力较好(IX).在经过真空退火后，扩散层中保留了明显的TCP相，样品表面形成富Pt区(X).经过气相渗铝处理，修复后的(Ni, Pt)Al涂层与原始涂层相似，由两层结构组成，即由β-(Ni, Pt)Al相组成的外层(OZ)和包含拓扑密堆相(TCP)颗粒和β-(Ni, Pt)Al相的互扩散区(IDZ).不同的是，修复后的(Ni, Pt)Al部件中IDZ及基体中保留了服役过程中析出的TCP相形貌.以化学去除为基础的涂层去除修复工艺尽管大面积地剥离了主要受氧化、Al消耗的涂层部分，但无法根除残留的TCP“种子”，未来应进一步研究这些残余的TCP相对再次服役时的影响，并改进工艺进一步研究涂层的退除深度对修复涂层再次服役时的氧化、腐蚀性能的影响. ...
Research on removing MCrAlY coatings by electrochemical method and oxidation properties of recoated coatings
2019
MCrAlY涂层的电化学法退除与再涂覆后氧化性能研究
2019
Research on stripping β-(Ni, Pt)Al coating and high-temperature oxidation properties of refurbished coating
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2021
... 研究者们[17]通过对镍基高温合金上MCrAlY涂层进行多次退除、再涂覆，并且研究了其拉伸性能和高温持久性能，表明化学方法不会明显影响高温合金基体的力学性能，该类工艺是切实可行的.本研究的前期工作已经实现MCrAlY、Pt改性铝化物涂层的修复，且修复后涂层的抗高温氧化性能仍较为优异[18~20]，该工艺可能具备一定的工程化应用潜力.以往涂层修复使用的是薄圆柱状试样，而实际服役的单晶高温合金叶片表面结构复杂，且具有鳞次栉比的气膜孔，结构突变引起的应力集中无疑给修复工艺带来一定困难. ...
... 由于该一级动叶样品在长期服役后表面生成了氧化膜，而氧化膜在酸性溶液中相对稳定，因此首先以切向压力对叶身部位进行喷砂处理(玻璃丸)，去除样品表面氧化膜，随后进行涂层的化学去除.本研究使用的是以浓硝酸、浓盐酸为主的化学退除溶液，将服役后的一级动叶样品在加热至65 ℃的水浴锅中浸泡30 min，详细配方见文献[20]，浸泡后的涂层组织极为疏松，再次喷砂处理即可去除表面涂层，并且得到可用于电镀的粗糙表面.对去除涂层的叶片，在酒精丙酮溶液除油清洗后进行电镀铂处理，镀液化学成分同见文献[21].电镀前，使用氨水调节镀液pH至9~11之间，接入直流电源并放置于80 ℃的水浴锅电镀约1 h，得到5 μm左右的电镀纯铂层.随后，通过真空退火炉进行1020 ℃高温退火1.5 h，以去除电镀中引入的残余应力以及稀释表层Pt浓度，为避免骤热骤冷引发的镀层“鼓包”.退火炉的升温速率控制在10 ℃/min内，炉内真空低于0.001 Pa，退火后随炉缓冷.最后，对镀铂并真空退火后的去除叶片进行1060 ℃高温低活度气相渗铝，渗剂使用铁铝粉提供Al源，掺入2% (质量分数) NH4Cl活性剂，提前通入氩气以去除炉内空气.高温下活性剂和渗剂反应生成AlCl3气体，AlCl3气体再与镍基高温合金叶片表面发生吸附和固态相变反应，活性Al原子结合Ni原子形成β-NiAl相.渗铝时间为5 h，得到Pt改性单相NiAl涂层，即(Ni, Pt)Al涂层. ...
铂铝涂层的退除及再涂覆涂层的高温氧化性能研究
2
2021
... 研究者们[17]通过对镍基高温合金上MCrAlY涂层进行多次退除、再涂覆，并且研究了其拉伸性能和高温持久性能，表明化学方法不会明显影响高温合金基体的力学性能，该类工艺是切实可行的.本研究的前期工作已经实现MCrAlY、Pt改性铝化物涂层的修复，且修复后涂层的抗高温氧化性能仍较为优异[18~20]，该工艺可能具备一定的工程化应用潜力.以往涂层修复使用的是薄圆柱状试样，而实际服役的单晶高温合金叶片表面结构复杂，且具有鳞次栉比的气膜孔，结构突变引起的应力集中无疑给修复工艺带来一定困难. ...
... 由于该一级动叶样品在长期服役后表面生成了氧化膜，而氧化膜在酸性溶液中相对稳定，因此首先以切向压力对叶身部位进行喷砂处理(玻璃丸)，去除样品表面氧化膜，随后进行涂层的化学去除.本研究使用的是以浓硝酸、浓盐酸为主的化学退除溶液，将服役后的一级动叶样品在加热至65 ℃的水浴锅中浸泡30 min，详细配方见文献[20]，浸泡后的涂层组织极为疏松，再次喷砂处理即可去除表面涂层，并且得到可用于电镀的粗糙表面.对去除涂层的叶片，在酒精丙酮溶液除油清洗后进行电镀铂处理，镀液化学成分同见文献[21].电镀前，使用氨水调节镀液pH至9~11之间，接入直流电源并放置于80 ℃的水浴锅电镀约1 h，得到5 μm左右的电镀纯铂层.随后，通过真空退火炉进行1020 ℃高温退火1.5 h，以去除电镀中引入的残余应力以及稀释表层Pt浓度，为避免骤热骤冷引发的镀层“鼓包”.退火炉的升温速率控制在10 ℃/min内，炉内真空低于0.001 Pa，退火后随炉缓冷.最后，对镀铂并真空退火后的去除叶片进行1060 ℃高温低活度气相渗铝，渗剂使用铁铝粉提供Al源，掺入2% (质量分数) NH4Cl活性剂，提前通入氩气以去除炉内空气.高温下活性剂和渗剂反应生成AlCl3气体，AlCl3气体再与镍基高温合金叶片表面发生吸附和固态相变反应，活性Al原子结合Ni原子形成β-NiAl相.渗铝时间为5 h，得到Pt改性单相NiAl涂层，即(Ni, Pt)Al涂层. ...
Investigation on the tensile properties of PtAl and PtReAl coated Ni3Al-based single crystal superalloy
2
2023
... 由于该一级动叶样品在长期服役后表面生成了氧化膜，而氧化膜在酸性溶液中相对稳定，因此首先以切向压力对叶身部位进行喷砂处理(玻璃丸)，去除样品表面氧化膜，随后进行涂层的化学去除.本研究使用的是以浓硝酸、浓盐酸为主的化学退除溶液，将服役后的一级动叶样品在加热至65 ℃的水浴锅中浸泡30 min，详细配方见文献[20]，浸泡后的涂层组织极为疏松，再次喷砂处理即可去除表面涂层，并且得到可用于电镀的粗糙表面.对去除涂层的叶片，在酒精丙酮溶液除油清洗后进行电镀铂处理，镀液化学成分同见文献[21].电镀前，使用氨水调节镀液pH至9~11之间，接入直流电源并放置于80 ℃的水浴锅电镀约1 h，得到5 μm左右的电镀纯铂层.随后，通过真空退火炉进行1020 ℃高温退火1.5 h，以去除电镀中引入的残余应力以及稀释表层Pt浓度，为避免骤热骤冷引发的镀层“鼓包”.退火炉的升温速率控制在10 ℃/min内，炉内真空低于0.001 Pa，退火后随炉缓冷.最后，对镀铂并真空退火后的去除叶片进行1060 ℃高温低活度气相渗铝，渗剂使用铁铝粉提供Al源，掺入2% (质量分数) NH4Cl活性剂，提前通入氩气以去除炉内空气.高温下活性剂和渗剂反应生成AlCl3气体，AlCl3气体再与镍基高温合金叶片表面发生吸附和固态相变反应，活性Al原子结合Ni原子形成β-NiAl相.渗铝时间为5 h，得到Pt改性单相NiAl涂层，即(Ni, Pt)Al涂层. ...
... 图3为叶片中出现裂纹的SEM图，其结构由内至外由基体、二次反应区(SRZ)、互扩散区(IDZ)、涂层4部分组成.由于该一代单晶高温合金中含有W、Cr、Mo等难熔元素，在气相渗铝过程中由于涂层与基体间发生元素互扩散，导致涂层与基体之间析出固溶强化元素，形成颗粒状或者针尖状的拓扑密排相(TCP).在叶片服役过程中，元素互扩散程度增加，这些难熔元素在TCP针尖处集中，从而形成二次反应区.图3a中涂层间出现较深裂纹，裂纹贯穿整个涂层且边缘出现严重氧化.相比之下，图3b中裂纹较为细小，并且带有细小的内氧化区(黑色条带).一般来说，脆性的渗铝涂层使得镍基单晶高温合金整体的力学性能下降.根据文献[21,22]报道，施加渗铝涂层后的单晶拉伸试件抗拉强度低于未施加涂层试件，这是由于涂层晶界的存在，成为微裂纹萌生的高能量区域.叶片服役环境中存在离心力、热应力及高-低热应力多次循环[23]，裂纹萌生后又迅速氧化，新形成的氧化物割裂涂层的同时，产生的体积膨胀进一步恶化应力环境，最终产生明显裂纹.值得注意的是，该裂纹已经接触至高温合金，裂纹尖端同样发生了严重的氧化.倘若该一级动叶继续服役，存在裂纹进一步扩展的风险，甚至致使叶片基体出现宏观裂纹. ...
Microstructures and mechanical properties of β-NiAlHf coated single crystal superalloy
1
2016
... 图3为叶片中出现裂纹的SEM图，其结构由内至外由基体、二次反应区(SRZ)、互扩散区(IDZ)、涂层4部分组成.由于该一代单晶高温合金中含有W、Cr、Mo等难熔元素，在气相渗铝过程中由于涂层与基体间发生元素互扩散，导致涂层与基体之间析出固溶强化元素，形成颗粒状或者针尖状的拓扑密排相(TCP).在叶片服役过程中，元素互扩散程度增加，这些难熔元素在TCP针尖处集中，从而形成二次反应区.图3a中涂层间出现较深裂纹，裂纹贯穿整个涂层且边缘出现严重氧化.相比之下，图3b中裂纹较为细小，并且带有细小的内氧化区(黑色条带).一般来说，脆性的渗铝涂层使得镍基单晶高温合金整体的力学性能下降.根据文献[21,22]报道，施加渗铝涂层后的单晶拉伸试件抗拉强度低于未施加涂层试件，这是由于涂层晶界的存在，成为微裂纹萌生的高能量区域.叶片服役环境中存在离心力、热应力及高-低热应力多次循环[23]，裂纹萌生后又迅速氧化，新形成的氧化物割裂涂层的同时，产生的体积膨胀进一步恶化应力环境，最终产生明显裂纹.值得注意的是，该裂纹已经接触至高温合金，裂纹尖端同样发生了严重的氧化.倘若该一级动叶继续服役，存在裂纹进一步扩展的风险，甚至致使叶片基体出现宏观裂纹. ...
The mechanical characteristics and cooling performance of a turbine blade with non-homogeneous lattice structure
1
2024
... 图3为叶片中出现裂纹的SEM图，其结构由内至外由基体、二次反应区(SRZ)、互扩散区(IDZ)、涂层4部分组成.由于该一代单晶高温合金中含有W、Cr、Mo等难熔元素，在气相渗铝过程中由于涂层与基体间发生元素互扩散，导致涂层与基体之间析出固溶强化元素，形成颗粒状或者针尖状的拓扑密排相(TCP).在叶片服役过程中，元素互扩散程度增加，这些难熔元素在TCP针尖处集中，从而形成二次反应区.图3a中涂层间出现较深裂纹，裂纹贯穿整个涂层且边缘出现严重氧化.相比之下，图3b中裂纹较为细小，并且带有细小的内氧化区(黑色条带).一般来说，脆性的渗铝涂层使得镍基单晶高温合金整体的力学性能下降.根据文献[21,22]报道，施加渗铝涂层后的单晶拉伸试件抗拉强度低于未施加涂层试件，这是由于涂层晶界的存在，成为微裂纹萌生的高能量区域.叶片服役环境中存在离心力、热应力及高-低热应力多次循环[23]，裂纹萌生后又迅速氧化，新形成的氧化物割裂涂层的同时，产生的体积膨胀进一步恶化应力环境，最终产生明显裂纹.值得注意的是，该裂纹已经接触至高温合金，裂纹尖端同样发生了严重的氧化.倘若该一级动叶继续服役，存在裂纹进一步扩展的风险，甚至致使叶片基体出现宏观裂纹. ...
Precipitation of TCP phases with R/P intergrowth structure during directional solidification in a Ru-containing nickel-based single crystal superalloy
1
2023
... 图4a~j为图2中一级动叶A截面各部位表面涂层处的SEM图，涂层厚度在73~83 μm左右.结合表1中点1至5的EDS成分结果，其Al含量处于β-NiPtAl相区内，说明该涂层原为Pt改性铝化物涂层，长时服役后涂层退化不严重，依旧连续、完整.接近表面处(点1和点2)没有检测到明显的Ta和W，这是由于难熔元素Ta和W在NiAl中的固溶度明显低于Ni3Al中，在涂层/基体界面形成了一层以拓扑密排相为主(TCP)的互扩散区[24~26].涂层表面生成较薄的氧化铝膜，在部位6 (图4f)、8 (图4h)、9 (图4i)中，可以看出涂层间出现轻微的黑色条纹，为涂层内氧化现象.各部位含有少量的亮灰色条带区域，这是由于Al含量在长期服役过程中不断地消耗，使得该区域原子序数的增加.总体上叶身尾部涂层相对完整、连续，Al的不断损耗是叶片表面涂层失效的潜在风险.图5为图2中一级动叶B截面各部位的SEM图，可以看出与A截面各部位的涂层厚度相近，其中部位11 (图5k)、12 (图5l)为叶片内腔，部位11 (图5k)存在25 μm涂层，并未观察到氧化现象，而部位12 (图5l)未观察到明显的涂层存在，表面生成了较厚的氧化膜，并出现了较为明显的内氧化现象.而其他部位由于施加Pt改性铝化物涂层后氧化程度较低，其中部位9 (图5i)中涂层退化程度最高，出现了更多的白亮条纹状的γ′相，整体上没有发现黑色内氧化条纹.表明表面的Pt改性铝化物涂层具有较好的热稳定性和抗氧化性能，可以支持燃气轮机叶片在长时服役过程中维持连续致密的氧化膜，从而抑制部位中出现严重内氧化现象. ...
Competitive deformation induced by TCP precipitation and creep inconsistency on dendritic structures in a nickel-based single crystal superalloy crept at high temperatures
2022
Impact of Pt/Al ratios on the cyclic oxidation and TCP precipitation of β-(Ni, Pt)Al coated superalloy at 1150 ℃
2
2024
... 图4a~j为图2中一级动叶A截面各部位表面涂层处的SEM图，涂层厚度在73~83 μm左右.结合表1中点1至5的EDS成分结果，其Al含量处于β-NiPtAl相区内，说明该涂层原为Pt改性铝化物涂层，长时服役后涂层退化不严重，依旧连续、完整.接近表面处(点1和点2)没有检测到明显的Ta和W，这是由于难熔元素Ta和W在NiAl中的固溶度明显低于Ni3Al中，在涂层/基体界面形成了一层以拓扑密排相为主(TCP)的互扩散区[24~26].涂层表面生成较薄的氧化铝膜，在部位6 (图4f)、8 (图4h)、9 (图4i)中，可以看出涂层间出现轻微的黑色条纹，为涂层内氧化现象.各部位含有少量的亮灰色条带区域，这是由于Al含量在长期服役过程中不断地消耗，使得该区域原子序数的增加.总体上叶身尾部涂层相对完整、连续，Al的不断损耗是叶片表面涂层失效的潜在风险.图5为图2中一级动叶B截面各部位的SEM图，可以看出与A截面各部位的涂层厚度相近，其中部位11 (图5k)、12 (图5l)为叶片内腔，部位11 (图5k)存在25 μm涂层，并未观察到氧化现象，而部位12 (图5l)未观察到明显的涂层存在，表面生成了较厚的氧化膜，并出现了较为明显的内氧化现象.而其他部位由于施加Pt改性铝化物涂层后氧化程度较低，其中部位9 (图5i)中涂层退化程度最高，出现了更多的白亮条纹状的γ′相，整体上没有发现黑色内氧化条纹.表明表面的Pt改性铝化物涂层具有较好的热稳定性和抗氧化性能，可以支持燃气轮机叶片在长时服役过程中维持连续致密的氧化膜，从而抑制部位中出现严重内氧化现象. ...
... 高温合金组织筏化是多重环境因素综合影响的结果，如温度、载荷状态、所受应力、取向关系等.温度较低时，元素扩散较慢，筏化现象往往并不明显，随着温度升高，元素扩散趋势加强，γ′相从初始的立方块逐渐转变为筏条状的结构[28~30]；在中/高温应力及多次循环条件下，蠕变致使位错切入γ′相，出现内禀层错、外禀层错或复杂层错的一种或多种位错组态，与其相对应的层错能影响γ′相的变形机制，从而影响合金蠕变[31,32].图8为一级动叶叶身尾端和中心处合金基体的SEM图，可以看出两个部位的基体皆存在筏化现象，但筏化程度存在差异.图中部位1 (图8a)、3 (图8c)、5 (图8h)为叶背，是叶片的吸力面，受传导加热作用.而2 (图8b)、4 (图8g)、6 (图8i)为叶盆，是叶片的压力面，相比之下，压力面受到高温燃气直接冲击加热的作用，服役环境更为恶劣.根据文献中[26]报道的表面温度分布，叶盆处服役温度较高.对于A截面的部位4 (图8g)，也就是叶盆的尾端出现较为明显的筏化，立方块γ′转变为大条、筏条状结构，相比之下，其他部位的筏化要弱一些.B截面位于叶身的中心，也出现了较为明显的筏化现象，但叶盆和叶背差异并不明显.图9为叶片C截面和榫头部分不同部位的基体SEM图，截面C的位置靠近中间叶根，即叶身和榫头之间存在的一段过渡区，该区域不仅可以使得热应力分布更加均匀，还可以降低叶身传导至榫头的热量，此外由于气膜冷却工艺，冷却空气能够对涡轮轮盘进行有效冷却，使得C端温度相对B端更低.结合C截面处合金基体SEM图，基体筏化程度较低，大部分γ′相保持着立方块结构.榫头作为叶片结构中负载较大的部分，呈现楔形，受到较高的离心力(100~150 kN)[27]，但是服役温度较截面A、B、C低.由图9中截面SEM图可知，榫头各个部位筏化程度最低.高温合金的组织筏化是多重环境因素综合影响的结果，如温度、载荷状态、所受应力、取向关系等.温度较低时，元素扩散较慢，筏化现象往往并不明显，随着温度升高，元素扩散趋势加强，γ′相从初始的立方块逐渐转变为筏条状的结构[28~30]；在中/高温应力及多次循环条件下，蠕变致使位错切入γ′相，出现内禀层错、外禀层错或复杂层错的一种或多种位错组态，与其相对应的层错能影响γ′相的变形机制，从而影响合金蠕变[31,32].总的来说，高温区的筏化比低温高应力区更严重，说明在该叶片服役条件下，温度对合金基体筏化程度的影响大于应力的影响. ...
The research of turbine blade heat distribution measurement method
2
2013
... 图6为图2中一级动叶C截面各部位涂层的SEM图，部位5 (图6e)、7 (图6g)处出现明显的内氧化条纹.区别于B截面，A、C截面位置更接近形状突变处，应力环境更加苛刻，NiAl相的晶格在拉应力环境下更容易发生间隙氧的侵入，形成氧化物晶核并逐渐生长，致使内氧化现象的出现.图7为叶片榫头、中间叶根处的表面SEM图，榫头的受力环境主要是离心力和弯曲力矩，榫齿受到剪切和弯曲作用[27]，该部位需要维持较好的力学性能，如图7a~e所示，榫头处并没有施加耐高温的Pt改性铝化物涂层，且表面的氧化程度较低，无明显内氧化现象，基体内部出现少量的白色析出相.总体上，表面涂层的相退化并不严重，仅晶界处出现少量γ′相，涂层表面的Al含量仍有18%左右，说明涂层仍然具有良好的抗氧化能力，Pt改性铝化物涂层的长期服役性能得到体现.通过铝化物涂层中充足的Al的外向扩散，受到热应力、生长应力作用的氧化铝膜在发生剥落的同时不断“自修复”，免受高温氧化的破坏.但是，涂层在应力下的开裂以及内氧化现象会给叶片长时服役带来风险，微裂纹一旦扩散至镍基高温合金处，在受到冲蚀作用后很有可能出现断裂.因此涂层的全周期服役至关重要，涂层的修复工作具有极大的应用潜质. ...
... 高温合金组织筏化是多重环境因素综合影响的结果，如温度、载荷状态、所受应力、取向关系等.温度较低时，元素扩散较慢，筏化现象往往并不明显，随着温度升高，元素扩散趋势加强，γ′相从初始的立方块逐渐转变为筏条状的结构[28~30]；在中/高温应力及多次循环条件下，蠕变致使位错切入γ′相，出现内禀层错、外禀层错或复杂层错的一种或多种位错组态，与其相对应的层错能影响γ′相的变形机制，从而影响合金蠕变[31,32].图8为一级动叶叶身尾端和中心处合金基体的SEM图，可以看出两个部位的基体皆存在筏化现象，但筏化程度存在差异.图中部位1 (图8a)、3 (图8c)、5 (图8h)为叶背，是叶片的吸力面，受传导加热作用.而2 (图8b)、4 (图8g)、6 (图8i)为叶盆，是叶片的压力面，相比之下，压力面受到高温燃气直接冲击加热的作用，服役环境更为恶劣.根据文献中[26]报道的表面温度分布，叶盆处服役温度较高.对于A截面的部位4 (图8g)，也就是叶盆的尾端出现较为明显的筏化，立方块γ′转变为大条、筏条状结构，相比之下，其他部位的筏化要弱一些.B截面位于叶身的中心，也出现了较为明显的筏化现象，但叶盆和叶背差异并不明显.图9为叶片C截面和榫头部分不同部位的基体SEM图，截面C的位置靠近中间叶根，即叶身和榫头之间存在的一段过渡区，该区域不仅可以使得热应力分布更加均匀，还可以降低叶身传导至榫头的热量，此外由于气膜冷却工艺，冷却空气能够对涡轮轮盘进行有效冷却，使得C端温度相对B端更低.结合C截面处合金基体SEM图，基体筏化程度较低，大部分γ′相保持着立方块结构.榫头作为叶片结构中负载较大的部分，呈现楔形，受到较高的离心力(100~150 kN)[27]，但是服役温度较截面A、B、C低.由图9中截面SEM图可知，榫头各个部位筏化程度最低.高温合金的组织筏化是多重环境因素综合影响的结果，如温度、载荷状态、所受应力、取向关系等.温度较低时，元素扩散较慢，筏化现象往往并不明显，随着温度升高，元素扩散趋势加强，γ′相从初始的立方块逐渐转变为筏条状的结构[28~30]；在中/高温应力及多次循环条件下，蠕变致使位错切入γ′相，出现内禀层错、外禀层错或复杂层错的一种或多种位错组态，与其相对应的层错能影响γ′相的变形机制，从而影响合金蠕变[31,32].总的来说，高温区的筏化比低温高应力区更严重，说明在该叶片服役条件下，温度对合金基体筏化程度的影响大于应力的影响. ...
涡轮叶片热分布测量方法研究
2
2013
... 图6为图2中一级动叶C截面各部位涂层的SEM图，部位5 (图6e)、7 (图6g)处出现明显的内氧化条纹.区别于B截面，A、C截面位置更接近形状突变处，应力环境更加苛刻，NiAl相的晶格在拉应力环境下更容易发生间隙氧的侵入，形成氧化物晶核并逐渐生长，致使内氧化现象的出现.图7为叶片榫头、中间叶根处的表面SEM图，榫头的受力环境主要是离心力和弯曲力矩，榫齿受到剪切和弯曲作用[27]，该部位需要维持较好的力学性能，如图7a~e所示，榫头处并没有施加耐高温的Pt改性铝化物涂层，且表面的氧化程度较低，无明显内氧化现象，基体内部出现少量的白色析出相.总体上，表面涂层的相退化并不严重，仅晶界处出现少量γ′相，涂层表面的Al含量仍有18%左右，说明涂层仍然具有良好的抗氧化能力，Pt改性铝化物涂层的长期服役性能得到体现.通过铝化物涂层中充足的Al的外向扩散，受到热应力、生长应力作用的氧化铝膜在发生剥落的同时不断“自修复”，免受高温氧化的破坏.但是，涂层在应力下的开裂以及内氧化现象会给叶片长时服役带来风险，微裂纹一旦扩散至镍基高温合金处，在受到冲蚀作用后很有可能出现断裂.因此涂层的全周期服役至关重要，涂层的修复工作具有极大的应用潜质. ...
... 高温合金组织筏化是多重环境因素综合影响的结果，如温度、载荷状态、所受应力、取向关系等.温度较低时，元素扩散较慢，筏化现象往往并不明显，随着温度升高，元素扩散趋势加强，γ′相从初始的立方块逐渐转变为筏条状的结构[28~30]；在中/高温应力及多次循环条件下，蠕变致使位错切入γ′相，出现内禀层错、外禀层错或复杂层错的一种或多种位错组态，与其相对应的层错能影响γ′相的变形机制，从而影响合金蠕变[31,32].图8为一级动叶叶身尾端和中心处合金基体的SEM图，可以看出两个部位的基体皆存在筏化现象，但筏化程度存在差异.图中部位1 (图8a)、3 (图8c)、5 (图8h)为叶背，是叶片的吸力面，受传导加热作用.而2 (图8b)、4 (图8g)、6 (图8i)为叶盆，是叶片的压力面，相比之下，压力面受到高温燃气直接冲击加热的作用，服役环境更为恶劣.根据文献中[26]报道的表面温度分布，叶盆处服役温度较高.对于A截面的部位4 (图8g)，也就是叶盆的尾端出现较为明显的筏化，立方块γ′转变为大条、筏条状结构，相比之下，其他部位的筏化要弱一些.B截面位于叶身的中心，也出现了较为明显的筏化现象，但叶盆和叶背差异并不明显.图9为叶片C截面和榫头部分不同部位的基体SEM图，截面C的位置靠近中间叶根，即叶身和榫头之间存在的一段过渡区，该区域不仅可以使得热应力分布更加均匀，还可以降低叶身传导至榫头的热量，此外由于气膜冷却工艺，冷却空气能够对涡轮轮盘进行有效冷却，使得C端温度相对B端更低.结合C截面处合金基体SEM图，基体筏化程度较低，大部分γ′相保持着立方块结构.榫头作为叶片结构中负载较大的部分，呈现楔形，受到较高的离心力(100~150 kN)[27]，但是服役温度较截面A、B、C低.由图9中截面SEM图可知，榫头各个部位筏化程度最低.高温合金的组织筏化是多重环境因素综合影响的结果，如温度、载荷状态、所受应力、取向关系等.温度较低时，元素扩散较慢，筏化现象往往并不明显，随着温度升高，元素扩散趋势加强，γ′相从初始的立方块逐渐转变为筏条状的结构[28~30]；在中/高温应力及多次循环条件下，蠕变致使位错切入γ′相，出现内禀层错、外禀层错或复杂层错的一种或多种位错组态，与其相对应的层错能影响γ′相的变形机制，从而影响合金蠕变[31,32].总的来说，高温区的筏化比低温高应力区更严重，说明在该叶片服役条件下，温度对合金基体筏化程度的影响大于应力的影响. ...
The γ′ precipitate rafting and element distribution during hot isostatic pressing in a nickel-based superalloy
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2015
... 高温合金组织筏化是多重环境因素综合影响的结果，如温度、载荷状态、所受应力、取向关系等.温度较低时，元素扩散较慢，筏化现象往往并不明显，随着温度升高，元素扩散趋势加强，γ′相从初始的立方块逐渐转变为筏条状的结构[28~30]；在中/高温应力及多次循环条件下，蠕变致使位错切入γ′相，出现内禀层错、外禀层错或复杂层错的一种或多种位错组态，与其相对应的层错能影响γ′相的变形机制，从而影响合金蠕变[31,32].图8为一级动叶叶身尾端和中心处合金基体的SEM图，可以看出两个部位的基体皆存在筏化现象，但筏化程度存在差异.图中部位1 (图8a)、3 (图8c)、5 (图8h)为叶背，是叶片的吸力面，受传导加热作用.而2 (图8b)、4 (图8g)、6 (图8i)为叶盆，是叶片的压力面，相比之下，压力面受到高温燃气直接冲击加热的作用，服役环境更为恶劣.根据文献中[26]报道的表面温度分布，叶盆处服役温度较高.对于A截面的部位4 (图8g)，也就是叶盆的尾端出现较为明显的筏化，立方块γ′转变为大条、筏条状结构，相比之下，其他部位的筏化要弱一些.B截面位于叶身的中心，也出现了较为明显的筏化现象，但叶盆和叶背差异并不明显.图9为叶片C截面和榫头部分不同部位的基体SEM图，截面C的位置靠近中间叶根，即叶身和榫头之间存在的一段过渡区，该区域不仅可以使得热应力分布更加均匀，还可以降低叶身传导至榫头的热量，此外由于气膜冷却工艺，冷却空气能够对涡轮轮盘进行有效冷却，使得C端温度相对B端更低.结合C截面处合金基体SEM图，基体筏化程度较低，大部分γ′相保持着立方块结构.榫头作为叶片结构中负载较大的部分，呈现楔形，受到较高的离心力(100~150 kN)[27]，但是服役温度较截面A、B、C低.由图9中截面SEM图可知，榫头各个部位筏化程度最低.高温合金的组织筏化是多重环境因素综合影响的结果，如温度、载荷状态、所受应力、取向关系等.温度较低时，元素扩散较慢，筏化现象往往并不明显，随着温度升高，元素扩散趋势加强，γ′相从初始的立方块逐渐转变为筏条状的结构[28~30]；在中/高温应力及多次循环条件下，蠕变致使位错切入γ′相，出现内禀层错、外禀层错或复杂层错的一种或多种位错组态，与其相对应的层错能影响γ′相的变形机制，从而影响合金蠕变[31,32].总的来说，高温区的筏化比低温高应力区更严重，说明在该叶片服役条件下，温度对合金基体筏化程度的影响大于应力的影响. ...
... [28~30]；在中/高温应力及多次循环条件下，蠕变致使位错切入γ′相，出现内禀层错、外禀层错或复杂层错的一种或多种位错组态，与其相对应的层错能影响γ′相的变形机制，从而影响合金蠕变[31,32].总的来说，高温区的筏化比低温高应力区更严重，说明在该叶片服役条件下，温度对合金基体筏化程度的影响大于应力的影响. ...
Model of diffusion coarsening of the raft structure in single crystals of nickel-base superalloys
1993
The effect of stress state on rafting mechanism and cyclic creep behavior of Ni-base superalloy
2
2020
... 高温合金组织筏化是多重环境因素综合影响的结果，如温度、载荷状态、所受应力、取向关系等.温度较低时，元素扩散较慢，筏化现象往往并不明显，随着温度升高，元素扩散趋势加强，γ′相从初始的立方块逐渐转变为筏条状的结构[28~30]；在中/高温应力及多次循环条件下，蠕变致使位错切入γ′相，出现内禀层错、外禀层错或复杂层错的一种或多种位错组态，与其相对应的层错能影响γ′相的变形机制，从而影响合金蠕变[31,32].图8为一级动叶叶身尾端和中心处合金基体的SEM图，可以看出两个部位的基体皆存在筏化现象，但筏化程度存在差异.图中部位1 (图8a)、3 (图8c)、5 (图8h)为叶背，是叶片的吸力面，受传导加热作用.而2 (图8b)、4 (图8g)、6 (图8i)为叶盆，是叶片的压力面，相比之下，压力面受到高温燃气直接冲击加热的作用，服役环境更为恶劣.根据文献中[26]报道的表面温度分布，叶盆处服役温度较高.对于A截面的部位4 (图8g)，也就是叶盆的尾端出现较为明显的筏化，立方块γ′转变为大条、筏条状结构，相比之下，其他部位的筏化要弱一些.B截面位于叶身的中心，也出现了较为明显的筏化现象，但叶盆和叶背差异并不明显.图9为叶片C截面和榫头部分不同部位的基体SEM图，截面C的位置靠近中间叶根，即叶身和榫头之间存在的一段过渡区，该区域不仅可以使得热应力分布更加均匀，还可以降低叶身传导至榫头的热量，此外由于气膜冷却工艺，冷却空气能够对涡轮轮盘进行有效冷却，使得C端温度相对B端更低.结合C截面处合金基体SEM图，基体筏化程度较低，大部分γ′相保持着立方块结构.榫头作为叶片结构中负载较大的部分，呈现楔形，受到较高的离心力(100~150 kN)[27]，但是服役温度较截面A、B、C低.由图9中截面SEM图可知，榫头各个部位筏化程度最低.高温合金的组织筏化是多重环境因素综合影响的结果，如温度、载荷状态、所受应力、取向关系等.温度较低时，元素扩散较慢，筏化现象往往并不明显，随着温度升高，元素扩散趋势加强，γ′相从初始的立方块逐渐转变为筏条状的结构[28~30]；在中/高温应力及多次循环条件下，蠕变致使位错切入γ′相，出现内禀层错、外禀层错或复杂层错的一种或多种位错组态，与其相对应的层错能影响γ′相的变形机制，从而影响合金蠕变[31,32].总的来说，高温区的筏化比低温高应力区更严重，说明在该叶片服役条件下，温度对合金基体筏化程度的影响大于应力的影响. ...
... ~30]；在中/高温应力及多次循环条件下，蠕变致使位错切入γ′相，出现内禀层错、外禀层错或复杂层错的一种或多种位错组态，与其相对应的层错能影响γ′相的变形机制，从而影响合金蠕变[31,32].总的来说，高温区的筏化比低温高应力区更严重，说明在该叶片服役条件下，温度对合金基体筏化程度的影响大于应力的影响. ...
Nucleation of superlattice intrinsic stacking faults via cross-slip in nickel-based superalloys
2
2022
... 高温合金组织筏化是多重环境因素综合影响的结果，如温度、载荷状态、所受应力、取向关系等.温度较低时，元素扩散较慢，筏化现象往往并不明显，随着温度升高，元素扩散趋势加强，γ′相从初始的立方块逐渐转变为筏条状的结构[28~30]；在中/高温应力及多次循环条件下，蠕变致使位错切入γ′相，出现内禀层错、外禀层错或复杂层错的一种或多种位错组态，与其相对应的层错能影响γ′相的变形机制，从而影响合金蠕变[31,32].图8为一级动叶叶身尾端和中心处合金基体的SEM图，可以看出两个部位的基体皆存在筏化现象，但筏化程度存在差异.图中部位1 (图8a)、3 (图8c)、5 (图8h)为叶背，是叶片的吸力面，受传导加热作用.而2 (图8b)、4 (图8g)、6 (图8i)为叶盆，是叶片的压力面，相比之下，压力面受到高温燃气直接冲击加热的作用，服役环境更为恶劣.根据文献中[26]报道的表面温度分布，叶盆处服役温度较高.对于A截面的部位4 (图8g)，也就是叶盆的尾端出现较为明显的筏化，立方块γ′转变为大条、筏条状结构，相比之下，其他部位的筏化要弱一些.B截面位于叶身的中心，也出现了较为明显的筏化现象，但叶盆和叶背差异并不明显.图9为叶片C截面和榫头部分不同部位的基体SEM图，截面C的位置靠近中间叶根，即叶身和榫头之间存在的一段过渡区，该区域不仅可以使得热应力分布更加均匀，还可以降低叶身传导至榫头的热量，此外由于气膜冷却工艺，冷却空气能够对涡轮轮盘进行有效冷却，使得C端温度相对B端更低.结合C截面处合金基体SEM图，基体筏化程度较低，大部分γ′相保持着立方块结构.榫头作为叶片结构中负载较大的部分，呈现楔形，受到较高的离心力(100~150 kN)[27]，但是服役温度较截面A、B、C低.由图9中截面SEM图可知，榫头各个部位筏化程度最低.高温合金的组织筏化是多重环境因素综合影响的结果，如温度、载荷状态、所受应力、取向关系等.温度较低时，元素扩散较慢，筏化现象往往并不明显，随着温度升高，元素扩散趋势加强，γ′相从初始的立方块逐渐转变为筏条状的结构[28~30]；在中/高温应力及多次循环条件下，蠕变致使位错切入γ′相，出现内禀层错、外禀层错或复杂层错的一种或多种位错组态，与其相对应的层错能影响γ′相的变形机制，从而影响合金蠕变[31,32].总的来说，高温区的筏化比低温高应力区更严重，说明在该叶片服役条件下，温度对合金基体筏化程度的影响大于应力的影响. ...
... [31,32].总的来说，高温区的筏化比低温高应力区更严重，说明在该叶片服役条件下，温度对合金基体筏化程度的影响大于应力的影响. ...
Stress orientation dependence for the propagation of stacking faults and superlattice stacking faults in nickel-based superalloys
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2020
... 高温合金组织筏化是多重环境因素综合影响的结果，如温度、载荷状态、所受应力、取向关系等.温度较低时，元素扩散较慢，筏化现象往往并不明显，随着温度升高，元素扩散趋势加强，γ′相从初始的立方块逐渐转变为筏条状的结构[28~30]；在中/高温应力及多次循环条件下，蠕变致使位错切入γ′相，出现内禀层错、外禀层错或复杂层错的一种或多种位错组态，与其相对应的层错能影响γ′相的变形机制，从而影响合金蠕变[31,32].图8为一级动叶叶身尾端和中心处合金基体的SEM图，可以看出两个部位的基体皆存在筏化现象，但筏化程度存在差异.图中部位1 (图8a)、3 (图8c)、5 (图8h)为叶背，是叶片的吸力面，受传导加热作用.而2 (图8b)、4 (图8g)、6 (图8i)为叶盆，是叶片的压力面，相比之下，压力面受到高温燃气直接冲击加热的作用，服役环境更为恶劣.根据文献中[26]报道的表面温度分布，叶盆处服役温度较高.对于A截面的部位4 (图8g)，也就是叶盆的尾端出现较为明显的筏化，立方块γ′转变为大条、筏条状结构，相比之下，其他部位的筏化要弱一些.B截面位于叶身的中心，也出现了较为明显的筏化现象，但叶盆和叶背差异并不明显.图9为叶片C截面和榫头部分不同部位的基体SEM图，截面C的位置靠近中间叶根，即叶身和榫头之间存在的一段过渡区，该区域不仅可以使得热应力分布更加均匀，还可以降低叶身传导至榫头的热量，此外由于气膜冷却工艺，冷却空气能够对涡轮轮盘进行有效冷却，使得C端温度相对B端更低.结合C截面处合金基体SEM图，基体筏化程度较低，大部分γ′相保持着立方块结构.榫头作为叶片结构中负载较大的部分，呈现楔形，受到较高的离心力(100~150 kN)[27]，但是服役温度较截面A、B、C低.由图9中截面SEM图可知，榫头各个部位筏化程度最低.高温合金的组织筏化是多重环境因素综合影响的结果，如温度、载荷状态、所受应力、取向关系等.温度较低时，元素扩散较慢，筏化现象往往并不明显，随着温度升高，元素扩散趋势加强，γ′相从初始的立方块逐渐转变为筏条状的结构[28~30]；在中/高温应力及多次循环条件下，蠕变致使位错切入γ′相，出现内禀层错、外禀层错或复杂层错的一种或多种位错组态，与其相对应的层错能影响γ′相的变形机制，从而影响合金蠕变[31,32].总的来说，高温区的筏化比低温高应力区更严重，说明在该叶片服役条件下，温度对合金基体筏化程度的影响大于应力的影响. ...
... ,32].总的来说，高温区的筏化比低温高应力区更严重，说明在该叶片服役条件下，温度对合金基体筏化程度的影响大于应力的影响. ...
A novel method to promote selective oxidation of Ni-Cr alloys: Surface spreading α-Al2O3 nanoparticles
1
2021
... 图10为叶片B截面经过修复后的表面涂层截面.可以看出修复后的涂层均匀、连续、致密、平整，不同部位的涂层厚度差异较小.从涂层结构来看，原涂层中白亮的γ′相消失，形成了β-(Ni, Pt)Al和IDZ的涂层结构.根据表3，涂层表面成分在单相β-(Ni, Pt)Al涂层范围内，Al为梯度分布，表面层Al含量较高，摩尔比为50%左右.根据Wagner选择性氧化理论[33~36]可知，高浓度Al的存在可以促进Al的选择性氧化，并且能够在更长时间内维持单一的氧化铝膜生长，延缓氧化后期尖晶石的危害.对比图4~6中结果，与服役后的涂层相比，修复后的涂层具有相同的结构，不存在微观裂纹，且具有较高的Al浓度.图11为修复前后的叶片宏观形貌，在修复前叶片表面污染严重，表面氧化物出现部分剥落.经过本文研发的涂层修复工艺处理后，新制备涂层平整、干净，可以有效地实现叶片的二次使用. ...
New insights into the effect of Al on the selective oxidation of advanced high-strength steels prior to hot-dip galvanizing
2024
Selective oxidation of FeNiCrAl-based alloys under low oxygen pressure and their coking resistance
2024
Manufacturing and research progress in metallic bond coats for thermal barrier coatings
1
2025
... 图10为叶片B截面经过修复后的表面涂层截面.可以看出修复后的涂层均匀、连续、致密、平整，不同部位的涂层厚度差异较小.从涂层结构来看，原涂层中白亮的γ′相消失，形成了β-(Ni, Pt)Al和IDZ的涂层结构.根据表3，涂层表面成分在单相β-(Ni, Pt)Al涂层范围内，Al为梯度分布，表面层Al含量较高，摩尔比为50%左右.根据Wagner选择性氧化理论[33~36]可知，高浓度Al的存在可以促进Al的选择性氧化，并且能够在更长时间内维持单一的氧化铝膜生长，延缓氧化后期尖晶石的危害.对比图4~6中结果，与服役后的涂层相比，修复后的涂层具有相同的结构，不存在微观裂纹，且具有较高的Al浓度.图11为修复前后的叶片宏观形貌，在修复前叶片表面污染严重，表面氧化物出现部分剥落.经过本文研发的涂层修复工艺处理后，新制备涂层平整、干净，可以有效地实现叶片的二次使用. ...
热障涂层金属粘结层制备与研究进展
1
2025
... 图10为叶片B截面经过修复后的表面涂层截面.可以看出修复后的涂层均匀、连续、致密、平整，不同部位的涂层厚度差异较小.从涂层结构来看，原涂层中白亮的γ′相消失，形成了β-(Ni, Pt)Al和IDZ的涂层结构.根据表3，涂层表面成分在单相β-(Ni, Pt)Al涂层范围内，Al为梯度分布，表面层Al含量较高，摩尔比为50%左右.根据Wagner选择性氧化理论[33~36]可知，高浓度Al的存在可以促进Al的选择性氧化，并且能够在更长时间内维持单一的氧化铝膜生长，延缓氧化后期尖晶石的危害.对比图4~6中结果，与服役后的涂层相比，修复后的涂层具有相同的结构，不存在微观裂纹，且具有较高的Al浓度.图11为修复前后的叶片宏观形貌，在修复前叶片表面污染严重，表面氧化物出现部分剥落.经过本文研发的涂层修复工艺处理后，新制备涂层平整、干净，可以有效地实现叶片的二次使用. ...
Stripping and refurbishment of (Ni, Pt)Al coating after service for different oxidation durations
1
2025
... 图12为叶片涂层的修复机制的示意图.由图可见，I为β-(Ni, Pt)Al涂层经过实际工况(II)长期服役形成了二次反应区(SRZ)、互扩散区(IDZ)、β-(Ni, Pt)Al、γ′相和氧化膜的结构，涂层中的Al被部分消耗(III).由于燃气轮机服役环境中存在拉应力，涂层内部出现一些细长的裂纹，裂纹内部受到明显的内氧化作用.经过喷玻璃丸处理(IV)，氧化膜被完全剥离，样品表面较为粗糙(V).结合以往的工作[18,37]，涂层中的Al迅速和稀盐酸反应，并在晶界处形成贯穿式裂纹，涂层结构疏松，为化学去除的腐蚀性溶液的侵入提供便利.在腐蚀介质(稀盐酸)的作用下，溶液迅速和涂层表面反应形成易溶于水的AlCl3(VI).样品表面形状突起处、涂层内裂纹、涂层晶界产生协同作用，促使沿晶、穿晶腐蚀的发生.与此同时，裂纹尖端效应为腐蚀现象的扩展创造条件，这使得涂层呈现出极为疏松的状态(VII).鉴于涂层内部Al含量较低，腐蚀反应速度不断下降，使得腐蚀层深度难以完全剥离IDZ层，在二次喷玻璃丸后，不可避免地残留下一定的IDZ区域和相对完整的二次反应区(SRZ，VIII).由于表面粗糙度较大，经过电镀Pt后，镀层和基体之间产生“铆合”作用，物理结合力较好(IX).在经过真空退火后，扩散层中保留了明显的TCP相，样品表面形成富Pt区(X).经过气相渗铝处理，修复后的(Ni, Pt)Al涂层与原始涂层相似，由两层结构组成，即由β-(Ni, Pt)Al相组成的外层(OZ)和包含拓扑密堆相(TCP)颗粒和β-(Ni, Pt)Al相的互扩散区(IDZ).不同的是，修复后的(Ni, Pt)Al部件中IDZ及基体中保留了服役过程中析出的TCP相形貌.以化学去除为基础的涂层去除修复工艺尽管大面积地剥离了主要受氧化、Al消耗的涂层部分，但无法根除残留的TCP“种子”，未来应进一步研究这些残余的TCP相对再次服役时的影响，并改进工艺进一步研究涂层的退除深度对修复涂层再次服役时的氧化、腐蚀性能的影响. ...
氧化不同时间(Ni, Pt)Al涂层的退除及再涂覆行为研究
1
2025
... 图12为叶片涂层的修复机制的示意图.由图可见，I为β-(Ni, Pt)Al涂层经过实际工况(II)长期服役形成了二次反应区(SRZ)、互扩散区(IDZ)、β-(Ni, Pt)Al、γ′相和氧化膜的结构，涂层中的Al被部分消耗(III).由于燃气轮机服役环境中存在拉应力，涂层内部出现一些细长的裂纹，裂纹内部受到明显的内氧化作用.经过喷玻璃丸处理(IV)，氧化膜被完全剥离，样品表面较为粗糙(V).结合以往的工作[18,37]，涂层中的Al迅速和稀盐酸反应，并在晶界处形成贯穿式裂纹，涂层结构疏松，为化学去除的腐蚀性溶液的侵入提供便利.在腐蚀介质(稀盐酸)的作用下，溶液迅速和涂层表面反应形成易溶于水的AlCl3(VI).样品表面形状突起处、涂层内裂纹、涂层晶界产生协同作用，促使沿晶、穿晶腐蚀的发生.与此同时，裂纹尖端效应为腐蚀现象的扩展创造条件，这使得涂层呈现出极为疏松的状态(VII).鉴于涂层内部Al含量较低，腐蚀反应速度不断下降，使得腐蚀层深度难以完全剥离IDZ层，在二次喷玻璃丸后，不可避免地残留下一定的IDZ区域和相对完整的二次反应区(SRZ，VIII).由于表面粗糙度较大，经过电镀Pt后，镀层和基体之间产生“铆合”作用，物理结合力较好(IX).在经过真空退火后，扩散层中保留了明显的TCP相，样品表面形成富Pt区(X).经过气相渗铝处理，修复后的(Ni, Pt)Al涂层与原始涂层相似，由两层结构组成，即由β-(Ni, Pt)Al相组成的外层(OZ)和包含拓扑密堆相(TCP)颗粒和β-(Ni, Pt)Al相的互扩散区(IDZ).不同的是，修复后的(Ni, Pt)Al部件中IDZ及基体中保留了服役过程中析出的TCP相形貌.以化学去除为基础的涂层去除修复工艺尽管大面积地剥离了主要受氧化、Al消耗的涂层部分，但无法根除残留的TCP“种子”，未来应进一步研究这些残余的TCP相对再次服役时的影响，并改进工艺进一步研究涂层的退除深度对修复涂层再次服役时的氧化、腐蚀性能的影响. ...
