一种Ｌａｖｅｓ相ＮｂＣｒ２基高温合金表面抗氧化涂层，其特征是制备方法为：（１）渗剂由质量分数ｗｔ．％为８－２０Ｓｉ、６－１５Ａｌ、１－７ＮａＦ、６５－８５Ａｌ２Ｏ３组成；（２）渗剂混合后经２－１０ｈ的球磨细化；（３）然后将被渗试样埋入装行渗剂的刚玉坩埚中，盖好盖子后用高温粘结剂密封，于１００℃干燥２ｈ；（４）放入高温电炉内于８００－１２００℃下保温２ｈ，升温速率约为１６℃／ｍｉｎ，保温结束后试样随炉冷却到室温，取出清理表面，得到Ｓｉ－Ａｌ共渗试样。本发明专利技术的优点是：（１）界而光滑；（２）在１２００℃氧化开始阶段氧化膜脱落严重，发生了灾难性氧化；（３）提高了Ｃｒ－５０Ｎｂ合金的高温抗氧化性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种表面抗氧化涂层，尤其涉及一种Laves相NbCr2基高温合金表面 抗氧化涂层。
技术介绍
合金元素Cr与难熔金属Nb形成的Laves相NbCr2是一类重要的金属间化合物， 其不仅具有适当的比重、较高的熔点，而且在1200°C时还具有高达600MPa的屈服强度。这 些性能特点使Laves相NbCr2成为一种在先进航空发动机热端部件上颇具应用潜力的新型 高温结构材料。因而，引起了国内外研究学者的极大兴趣。然而，Laves相NbCr2具有拓扑密排结构，晶体结构复杂，使得这类化合物的室温脆 性很大，严重阻碍了其作为高温结构材料的实用化进程。近年来，人们通过细晶化、合金化 及软第二相增韧等方法使得NbCr2合金室温断裂韧性提高到20MPa 4m以上，基本上可以满 足航空航天的实际应用要求。然而，合金化及软第二相对NbCr2合金高温抗氧化性也有着 较大的影响。富软第二相Nb的NbCr2基合金在950°C 1200°C氧化初始阶段就发生了灾 难性氧化这严重阻碍了 NbCr2基合金作为高温结构材料在1200°C以上使用的实用化进程。 因此，提高其高温抗氧化性的研究工作显得尤为重要。表面涂层保护是兼顾高温合金力学性能与抗氧化性能切实有效的途径。Nb基合金 抗氧化防护涂层的研究始于上世纪50年代，所用涂覆剂主要为硅化物，且大部分是单质涂 层。但Nb基合金高温抗氧化涂层存在的问题是涂层与基体的结合力不够强，膨胀系数不匹 配，这将使涂层在受到热疲劳或热冲击时容易发生剥落或开裂，从而显著降低Nb基合金的 使用寿命及涂层的可靠性，因此需要在硅化物涂层中添加一定量的改性元素来提高其韧性 和高温抗氧化性能。由于Al氧化后生成的Al2O3具有较好的防氧扩散和渗透能力，而且能 与SiO2结合生成Al2O3 · SiO2莫来石结构，因此可使氧化膜长时间保持致密及连续。因此， 本方法采用Si-Al共渗来制备Cr_50Nb合金的表面涂层。迄今为止，对NbCr2基合金高温抗氧化涂层的制备很少有资料报道，仅有He等人 用包埋法在Cr/NbCr2表面形成掺杂Ge的硅化物涂层，结果表明该涂层大大降低Cr/NbCr2 合金抗1100°C循环氧化和等温氧化速率。但对富软第二相Nb的Laves相NbCr2基合金的 涂层制备还没有资料报道，这对充分发挥Nb较好地增韧Laves相NbCr2的效果不利。虽 然He等人采用包埋渗法在富软第二相Cr的NbCr2基合金表面制备的涂层能大大提高合金 iioo°c高温抗氧化性，但该涂层在120(TC的抗氧化性能如何还是未知数；而且该涂层制备 过程是在1000°C高温下包埋渗12小时，这不可避免地造成基体合金的晶粒长大，导致室温 塑性和韧性下降。因此，如何在保证涂层能大大提高基体合金高温抗氧化性的前提下，降低 其制备过程对基体合金组织和性能的不利影响也至关重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种Laves相NbCr2基高温合金表面抗氧化涂层，该图层成本较低、工艺较简单，可避免造成基体合金的晶粒长大，导致室温塑性和韧性下降。本专利技术是这样来实现的，其特征是制备方法为(1)渗剂由质量分数 wt. % 为 8-20Si、6-15Al、l-7NaF、65-85Al203 组成；(2)渗剂混合后经球磨机控制转速300_500r/m，2_10h的球磨细化；(3)然后将被渗试样埋入装有渗剂的刚玉坩埚中，盖好盖子后用高温粘结剂密封， 于100°C干燥2h ；(4)放入高温电炉内于800-1200°C下保温0. 5_2h，升温速率约为16°C /min，保温 结束后试样随炉冷却到室温，取出清理表面，得到Si-Al共渗试样。本专利技术的优点是(1)包埋渗Si-Al共渗Cr_50Nb合金表面均形成了多层结构，且 界面光滑；(2)无涂层的Cr_50Nb合金在1100°C和1200°C氧化开始阶段氧化膜就已开始明 显脱落，特别是在1200°C氧化开始阶段氧化膜脱落严重，发生了灾难性氧化；(3)与无涂层 合金相比，Si-Al共渗合金氧化膜的抗剥落性有着明显改善，在1100°C和1200°C经10次共 100小时氧化循环后，分别为2. 90mg/cm2和6. Olmg/cm2，氧化膜脱落量分别为0. 28mg/cm2和 1. 29mg/cm2，大大提高了 Cr_50Nb合金的高温抗氧化性。附图说明图1为本专利技术不同涂层的Cr_50Nb合金在1100°C时的循环氧化动力学曲线。图2为本专利技术不同涂层的Cr_50Nb合金在1200°C时的循环氧化动力学曲线。具体实施例方式实施例1本专利技术是这样来实现的，其特征是制备方法为(1)渗剂由质量分数 wt. %为 8Si、6Al、lNaF、65Al203 组成；(2)渗剂混合后转速为300r/m，经2h的球磨细化；(3)然后将被渗试样埋入装有渗剂的刚玉坩埚中，盖好盖子后用高温粘结剂密封， 于100°C干燥2h ；(4)放入高温电炉内于800°C下保温2h，升温速率约为16°C/min，保温结束后试样 随炉冷却到室温，取出清理表面，得到Si-Al共渗试样。实施例2本专利技术是这样来实现的，其特征是制备方法为(1)渗剂由质量分数 wt. 0A为 20Si、15Al、7NaF、85Al203 组成；(2)渗剂混合后转速500r/m，经IOh的球磨细化；(3)然后将被渗试样埋入装有渗剂的刚玉坩埚中，盖好盖子后用高温粘结剂密封， 于100°C干燥2h ；(4)放入高温电炉内于1200°C下保温0. 5h，升温速率约为16°C /min，保温结束后 试样随炉冷却到室温，取出清理表面，得到Si-Al共渗试样，如图2所示。实施例3本专利技术是这样来实现的，其特征是制备方法为(1)渗剂由质量分数 wt. 0A 为 12Si、10Al、5NaF、70Al203 组成；(2)渗剂混合后转速400r/m经5h的球磨细化；(3)然后将被渗试样埋入装有渗剂的刚玉坩埚中，盖好盖子后用高温粘结剂密封， 于100°C干燥2h ；(4)放入高温电炉内于1100°C下保温2h，升温速率约为16°C /min，保温结束后试 样随炉冷却到室温，取出清理表面，得到Si-Al共渗试样，如图1所示。权利要求一种Laves相NbCr2基高温合金表面抗氧化涂层，其特征是制备方法为(1)渗剂由质量分数wt.％为8-20Si、6-15Al、1-7NaF、65-85Al2O3组成；(2)渗剂混合后经球磨机控制转速300-500r/m，2-10h的球磨细化；(3)然后将被渗试样埋入装行渗剂的刚玉坩埚中，盖好盖子后用高温粘结剂密封，于100℃干燥2h；(4)放入高温电炉内于800-1200℃下保温0.5-2h，升温速率约为16℃/min，保温结束后试样随炉冷却到室温，取出清理表面，得到Si-Al共渗试样。全文摘要一种Laves相NbCr2基高温合金表面抗氧化涂层，其特征是制备方法为(1)渗剂由质量分数wt.％为8-20Si、6-15Al、1-7NaF、65-85Al2O3组成；(2)渗剂混合后经2-10h的球磨细化；(3)然后将被渗试样埋入装行渗剂的刚玉坩埚中，盖好盖子后用高温粘结剂密封，于100℃干燥2h；(4)放入高温电炉内于800-1200℃下保温2h，升温速本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ｌａｖｅｓ相ＮｂＣｒ２基高温合金表面抗氧化涂层，其特征是制备方法为： （１）渗剂由质量分数ｗｔ．％为８－２０Ｓｉ、６－１５Ａｌ、１－７ＮａＦ、６５－８５Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］组成； （２）渗剂混合后经球磨机控制转速３００－５００ｒ／ｍ，２－１０ｈ的球磨细化； （３）然后将被渗试样埋入装行渗剂的刚玉坩埚中，盖好盖子后用高温粘结剂密封，于１００℃干燥２ｈ； （４）放入高温电炉内于８００－１２００℃下保温０．５－２ｈ，升温速率约为１６℃／ｍｉｎ，保温结束后试样随炉冷却到室温，取出清理表面，得到Ｓｉ－Ａｌ共渗试样。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑海忠，鲁世强，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：36[中国|江西]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。