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铌硅化物基超高温合金表面包埋渗Al改性硅化物涂层的组织结构

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

电弧熔炼Nb-Ti-Si-Cr-Hf-Al-B-Y超高温合金母合金锭的组织形成和成分分布特点

姚成方 , 郭喜平 , 郭海生 , 李永恺

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2007.z1.038

采用真空非自耗电弧熔炼然后再真空自耗电弧熔炼的方法制备了Nb-Ti-Si-Cr-Hf-Al-B-Y超高温合金的母合金锭,分析了其在不同位置的组织组成及成分分布特点.发现母合金锭的组织主要由Nbss与(Nb,X)5Si2两相组成.在母合金锭的边缘部位,组织主要由(Nbss+(Nb,X)5Si3)共晶团组成,此外还有少量的Nbss枝晶;但在母合金锭的中央部位,组织由初生(Nb,X)5Si3块或板条以及(Nbss+(Nb,X)5Si3)共晶团组成.母合金锭中的成分分布特点为Si含量由锭边缘向中央逐渐升高,而由锭下部到上部逐渐降低;Ti含量的变化则为由锭边缘向中央,由锭下部到上部逐渐减少.

关键词: 铌硅化物基超高温合金 , 组织形成 , 成分分布 , 电弧熔炼

Y_2O_3对铌硅化物基超高温合金硅化物渗层组织的影响

齐涛 , 郭喜平

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.01.004

采用包埋共渗工艺在铌硅化物基超高温合金表面制备了Si-Y_2O_3共渗层,共渗温度为1050℃,共渗时间为10h.利用SEM, EDS和XRD等方法分析了渗剂中Y_2O_3添加量对渗层结构、组织形貌及其成分分布的影响,并与相同包埋渗温度和时间下单独渗Si渗层的组织进行了对比.结果表明:在渗剂中添加不同含量Y_2O_3后的渗层具有相似的结构,均具有明显分层的结构,由外至内依次为(Nb, X)Si2(X表示Ti, Hf和Cr)层,(Nb, X)_5Si_3过渡层和富Al扩散区.与单独渗Si渗层相比,渗剂中添加Y_2O_3没有改变渗层表层的相组成,但抑制了渗层中孔洞的产生,使相同包埋渗温度和时间处理后Si-Y_2O_3共渗层的组织较单独渗Si渗层的更为致密.EDS能谱分析结果表明,Y在渗层中的分布是不均匀的,在靠近过渡层与基体界面处的Y含量较高,并由内向外逐渐递减.随渗剂中Y_2O_3含量增加,渗层中的平均Y含量出现先增加后降低的规律.当渗剂中Y_2O_3的加入量为1%～2%(质量分数)时,Y_2O_3具有明显的催渗作用.

关键词: 铌硅化物基超高温合金 , Si-Y_2O_3共渗层 , 包埋渗 , 涂层结构

铌硅化物基超高温合金Si-Y₂O₃共渗涂层的组织及其高温抗氧化性能

齐涛 , 郭喜平

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.01219

采用Si-Y₂O₃包埋共渗工艺在铌硅化物基超高温合金表面制备Y改性的硅化物涂层, 研究其在1250℃的恒温氧化性能. 采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)与X射线衍射(XRD)分析Si-Y₂O₃共渗涂层氧化前后的物相组成和组织变化. 结果表明：涂层具有明显分层的结构, 由外至内依次为(Nb,X)Si₂(X表示Ti, Hf和Cr)外层和(Nb,X)₅Si₃过渡层, 在过渡层与基体之间有不连续分布的细小(Cr,Al)₂(Nb,Ti)块状沉淀. EDS分析表明, 涂层中的Y分布是不均匀的, (Cr,Al)₂(Nb,Ti)相的Y含量为0.94at%左右, 而(Nb,X)Si₂和(Nb,X)₅Si₃相的Y含量为0.46at%～0.57at%. 经1250℃分别氧化5, 10, 20, 50和100h后, Si-Y₂O₃共渗涂层保持其原始的相组成, 并在其表面形成以TiO₂、 SiO₂和Cr₂O₃组成的致密混合氧化膜, 且与基体结合良好.

关键词: 铌硅化物基超高温合金 , null , null , null

铌硅化物基超高温合金电弧熔炼态组织和成分分布

何永胜 , 郭喜平 , 孙志平 , 巨小创

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.01.002

采用真空非自耗电弧熔炼后再真空自耗电弧熔炼的方法制备了Nb-Ti-Si-Cr-Al-Hf-Mo-B-Y超高温合金的母合金锭,分析了合金锭不同位置的组织形貌、相组成和成分分布特点.结果表明:母合金锭主要由Nbss, (Nb,X)5Si3和(Nb,X)3Si三相组成.母合金锭组织主要由初生Nbss枝晶,花瓣状Nbss+(Nb,X)5Si3共晶和块状(Nb,X)3Si组成;但在母合金锭底部和顶部的中心部位组织却由分布均匀的Nbss+(Nb,X)5Si3共晶组成,没有出现初生树枝状Nbss和块状(Nb,X)3Si.母合金锭中的成分分布特点为Si由锭边缘向中央逐渐升高,Ti由边缘向中央逐渐递减.

关键词: 铌硅化物基超高温合金 , 显微组织 , 相组成 , 电弧熔炼

铌硅化物基超高温合金Si-Y_2O_3共渗涂层的组织及其高温抗氧化性能

齐涛 , 郭喜平

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.01219

采用Si-Y_2O_3包埋共渗工艺在铌硅化物基超高温合金表面制备Y改性的硅化物涂层, 研究其在1250℃的恒温氧化性能. 采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)与X射线衍射(XRD)分析Si-Y_2O_3共渗涂层氧化前后的物相组成和组织变化. 结果表明:涂层具有明显分层的结构, 由外至内依次为(Nb,X)Si_2(X表示Ti, Hf和Cr)外层和(Nb,X)_5Si_3过渡层, 在过渡层与基体之间有不连续分布的细小(Cr,Al)_2(Nb,Ti)块状沉淀. EDS分析表明, 涂层中的Y分布是不均匀的, (Cr,Al)_2(Nb,Ti)相的Y含量为0.94at%左右, 而(Nb,X)Si_2和(Nb,X)_5Si_3相的Y含量为0.46at%～0.57at%. 经1250℃分别氧化5, 10, 20, 50和100h后, Si-Y_2O_3共渗涂层保持其原始的相组成, 并在其表面形成以TiO_2、 SiO_2和Cr_2O_3组成的致密混合氧化膜, 且与基体结合良好.

关键词: 铌硅化物基超高温合金 , Si-Y_2O_3共渗涂层 , 涂层结构 , 高温抗氧化性能

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