不同PVD技术沉积MCrAlY涂层的高温氧化行为研究
作者单位：广东工业大学机电工程学院
会议名称：《第七届粤港澳真空科技创新发展论坛暨2023年广东省真空...》
会议日期：2023年
学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）]
摘 要：MCrAlY因优异的高温抗氧化腐蚀性被广泛用作航空发动机和地面燃气轮机高温部件的防护涂层,而物理气相沉积（PVD）技术作为主要的涂层制备手段能够获得结构致密的MCrAlY涂层。本文分别采用阴极弧蒸发、磁控溅射和电弧-磁控复合技术在Hastelloy X高温合金上制备了系列MCrAlY涂层,并研究了涂层在高温下的氧化行为。研究发现不同制备技术可以通过调节涂层Al含量显著影响MCrAlY涂层的氧化行为。阴极弧蒸发制备的NiCrAlY涂层Al含量较低,涂层表现出较差的抗氧化性,1100℃长时间氧化下会形成外层富尖晶石,内层富氧化铝的双层氧化物结构。采用磁控溅射和电弧-磁控复合技术均能获得Al含量较高的NiCrAlY涂层,涂层在1100℃氧化250小时后表面氧化层仍然以致密的α-AlO层生长为主。基于电弧-磁控复合技术对成分和微观结构的可控调节制备了NiCrAlSiY复合涂层,涂层在1100-1150℃下均表现出优异的高温抗氧化性。此外,研究发现高温下Hastelloy X基体中Mn的外扩散会促进尖晶石氧化物的生成,加速了氧化过程。