改性元素Re对NiCoCrAlY黏结层合金组织及性能的影响

常振东, 张婧, 辛文彬, 牟仁德, 宋希文, 蔡妍

材料工程 ›› 2025, Vol. 53 ›› Issue (06) : 35-43.

改性元素Re对NiCoCrAlY黏结层合金组织及性能的影响

  • 常振东, 张婧, 辛文彬, 牟仁德, 宋希文, 蔡妍
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摘要

MCrAlY黏结层材料的相组织及性能对提高涡轮叶片热障涂层服役稳定性和使用寿命至关重要。采用ThermoCalc热力学计算软件、X射线衍射仪、场发射扫描电镜、透射电镜、热膨胀仪等研究了Re改性NiCoCrAlY黏结层合金的组织特征、热膨胀性和抗高温氧化性。结果表明:改性黏结层合金以β-NiAl相为主还有少量σ-CoCr、α-Cr、Ni5Y相,稀土元素Y与Ni结合形成Ni5Y,改性元素Re则主要固溶于α-Cr和σ-CoCr相。当温度由室温升高到1200℃时,改性黏结层合金的热膨胀系数为(18.1±0.1)×10-6 K-1。当1100℃等温氧化时间达到100 h,氧化膜和贫铝层厚度分别为(2.44±0.09)μm和(2.53±0.33)μm,氧化速率为(0.06±0.01) g·m-2·h-1,达到完全抗氧化级对氧化速率的要求。与常规MCrAlY黏结层合金相比,1200℃热膨胀系数减小了12%,1100℃氧化100 h的增重速率降低了25%,即Re改性NiCoCrAlY黏结层合金具有更低的热膨胀性和更高的抗氧化性,能够为高性能MCrAlY黏结层材料的研制提供设计思路。

关键词

NiCoCrAlY黏结层合金 / Re改性 / 热膨胀性 / 抗氧化性

中图分类号

TG174.4

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常振东, 张婧, 辛文彬, 牟仁德, 宋希文, 蔡妍. 改性元素Re对NiCoCrAlY黏结层合金组织及性能的影响. 材料工程. 2025, 53(06): 35-43

基金

国家科技重大专项项目(J2019-Ⅶ-0010-0150); 中国航发北京航空材料研究院院基金(KJ42250521); 内蒙古自治区高等学校青年科技英才支持计划(NJYT24070); 中央引导地方科技发展资金项目(2023ZY0009); 内蒙古自治区教育厅一流学科科研专项项目(YLXKZX-NKD-050); 内蒙古自治区直属高校基本科研业务费(118)

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