Ti-Nb-Si基超高温合金Si-Cr共渗抗氧化涂层的显微组织

采用在1250、1350和1400℃ Si-Cr包埋共渗10h的方法,在Ti-Nb-Si基超高温合金表面制备了Cr改性硅化物涂层。结果表明:各温度下制备的涂层均具有多层复合结构;随包埋共渗温度的升高,涂层外层和中间层的组成相都发生改变。经1250℃,10hSi-Cr共渗时涂层外层为(Ti,X)5Si3(X代表Nb、Hf和Cr元素),中间层为(Ti,X)5Si4,过渡层(Ti,X)5Si3很薄;当提高共渗温度至1350℃时,涂层外层中Cr含量明显提高,外层除了(Ti,X)5Si3外,还出现含Cr的三元相(Nb1.95Cr1.05)Cr2Si3,中间层由(Ti,X)5Si4和(Ti,X)5Si3两相组成,而过渡层((Ti,X)5Si3)增厚;继续提高共渗温度至1400℃时,涂层外层主要由(Nb1.95Cr1.05)Cr2Si3三元相组成,中间层已全部由(Ti,X)5Si3相组成,在过渡层与基体间还存在不连续的块状(Nb,Ti)3Si相,Si-Cr共渗温度对Cr扩散的影响更为显著。

Ti-Nb-Si基高温合金表面包埋Si-Cr共渗涂层的组织

采用Si-Cr包埋共渗法在Ti-Nb-Si基高温合金表面制备了Cr改性的硅化物涂层,共渗温度为1250和1300℃,时间为10h。利用SEM,EDS和XRD等检测手段分析了涂层的结构、元素分布及相组成等,并对涂层的形成机理进行了讨论。结果表明:Si-Cr共渗温度为1250℃时,降低渗剂中的催化剂NaF含量会降低Si和Cr的反应扩散速度并且改变了涂层的结构和相组成。催化剂NaF含量为8wt%,涂层外层由(Nb,Ti)Si2及少量(Ti,X)5Si3(X代表Nb,Cr和Hf等元素)组成,中间层由(Ti,X)5Si4组成,过渡层由(Nb,Ti)5Si3组成;降低NaF含量至5wt%,Si-Cr共渗温度仍为1250℃时,涂层外层由(Ti,X)5Si3组成,且有较多孔洞出现,中间层为(Ti,X)5Si4,而过渡层很薄。与渗Si涂层相比,Si-Cr共渗涂层中的裂纹明显减少,但在涂层外层存在较多孔洞且涂层厚度明显减小。提高包埋共渗温度至1300℃时,Cr的反应扩散速度得到提高,且在涂层外层出现了(Nb1.95Cr1.05)Cr2Si3三元相。