NiCoCrAlY(Si)梯度涂层对Ni_3Al基单晶合金IC6SX抗氧化性能的影响

采用超音速火焰喷涂的方法在Ni3Al基单晶合金IC6SX上涂覆了NiCoCrAlYSi/NiCoCrAlY梯度涂层,研究了涂层对IC6SX合金1100℃抗氧化性能的影响。利用扫描电镜、X射线衍射等手段观察了氧化试样的微观结构,分析了氧化产物的成分及涂层氧化前后的相组成变化。结果表明:涂层表面形成了致密的氧化膜,氧化膜由内外两层组成,内层主要由Al2O3组成,外层主要由NiAl2O4及少量的Cr2O3组成;涂层有效地控制了Mo元素的扩散氧化,对IC6SX合金的抗氧化性能有明显改善。

980℃/230 MPa下IC6SX单晶合金蠕变行为的各向异性研究

研究了[001]和[111]不同取向的IC6SX单晶合金在980℃/230 MPa下的蠕变性能,探明了蠕变性能与取向的相关性,研究了蠕变组织的演变,确定了合金蠕变断裂机制。不同取向IC6SX单晶合金的蠕变性能研究表明:单晶合金的蠕变寿命存在显著的各向异性。在980℃/230 MPa条件下,[001]和[111]取向的蠕变寿命分别为47.4和70.9 h,[111]取向合金蠕变寿命约为[001]取向的1.5倍。[001]取向单晶合金的蠕变速率大于[111]取向单晶合金。不同取向单晶合金的断口形貌和组织特征研究表明:[001]和[111]取向单晶合金均为韧性断裂,试样的近断口内部存在相当数量的微裂纹,且随着远离断口表面距离的增加而逐渐减少,尺寸逐渐减小。这些微裂纹优先在富Ni,Mo相与基体的界面处或者断裂的富Ni,Mo相处萌生。此外,试样轴向表面存在一定数量的二次裂纹,二次裂纹的长度也随着远离断口表面距离的增加而逐渐减小。表面二次裂纹优先沿着被破坏的富Ni,Mo相周围萌生,并向基体方向扩展。单晶合金在蠕变过程中位错演变的研究表明:合金的蠕变变形机制为位错滑移机制,晶体取向对蠕变过程中的位错运动机制没有明显影响。

一种Ni_(3)Al基单晶高温合金在1100℃/137 MPa蠕变行为的各向异性研究

在1100℃/137 MPa条件下研究了IC6SX单晶高温合金晶体取向对蠕变寿命、断口形貌、断裂机制和位错演变的影响规律。研究结果表明,单晶合金的蠕变寿命与晶体取向密切相关,[111]取向单晶合金的蠕变寿命为73.3 h,[001]取向单晶合金的蠕变寿命为46.4 h,[111]取向单晶合金的蠕变寿命约为[001]取向的1.6倍,[001]取向单晶合金的最小稳态蠕变速率大于[111]取向。[001]和[111]取向单晶合金的断口纵切面表明,近断口表面呈锯齿状,均为韧性断裂,近断口处合金内部存在微裂纹,它们在富Ni,Mo相与基体界面处产生、连接并长大,微裂纹在[001]取向合金中沿[001]取向分布,但在[111]取向中分布比较弥散。蠕变断裂后,[001]和[111]取向合金中γ相都发生严重的变形,大量位错切割进入γ‘相,两个取向的蠕变变形机制均为位错切割机制,但是[111]取向的γ’相中的位错比[001]取向少。这表明,晶体取向对位错的运动方式影响较小,对蠕变性能和断口纵切面影响较大。