本项目采用扩散共渗技术在Nb-Ti-Si基超高温合金表面制备了Y改性的Si-Al共渗层,研究了渗剂组成、共渗温度及时间等工艺参数对共渗层组织、结构、相组成以及成分分布等的影响规律,揭示了Y和Y2O3的催渗机制以及Si,Al的沉积顺序,阐明了渗剂中Al粉含量、活化剂种类、NaF含量、温度以及时间等对渗层中相形成的影响机制。Si-Al-Y共渗层的结构一般由(Nb,X)Si2外层,(Nb,X)5Si3中间层,(Cr,Al)2(Nb,X)和(Nb,X)Al3相组成的次内层及(Nb,X)2Al内层组成。随着共渗温度的升高,共渗层外层逐渐增厚,而中间层、次内层厚度的增加幅度较小,内层的厚度不变,并且共渗层中间层中的Al含量也逐渐降低。经1250℃/8h制备的Si-Al-Y共渗试样在1250℃氧化后氧化膜的主要组成相为TiO2,SiO2、Al2O3和Cr2O3。随氧化时间延长,残留渗层中(Nb,X)5Si3层厚度明显增加。Si-Al-Y共渗层在1250℃氧化的抛物线速率常数比Nb-Ti-Si基合金的降低了4个数量级,并能经受住长达500小时的考验,说明该共渗层具有优异的高温抗氧化性能。
英文主题词Nb-Ti-Si based alloy; pack cementation; Si-Al-Y co-deposition coating; structure formation; scale; oxidation resistance