鎳基單晶高溫合金具有優異的使役性能，是制造先進航空發動機渦輪和導向葉片的關鍵材料[1,2]
但是，服役溫度的不斷提高和苛刻的服役環境使葉片發生高溫氧化和熱腐蝕損傷[3,4]
為了解決這一問題，通常將高溫防護涂層涂覆到葉片等部件上，以減緩葉片基體的退化[5~7]
Pt-Al涂層可明顯提高合金的抗氧化和熱腐蝕性能，廣泛用于航空發動機單晶渦輪葉片
在長時高溫服役過程中，單晶渦輪葉片的涂層/基體間化學組分差異以及“熱-力耦合”、互擴散反應等因素，使基體、涂層及基體/涂層界面發生組織退化和性能降低[8~11]
將其在高溫下長時熱暴露，可較好地模擬葉片材料組織退化
研究表明[12, 13]，隨著熱暴露時間的延長合金基體中的γ'相遵循Ostwald熟化理論發生粗化
隨著熱暴露溫度的提高γ'相粗化越發嚴重，甚至形成筏排化
另外，在長時熱暴露過程中γ基體可能析出TCP相和碳化物退化或分解[14~16]
Yuan等[17~20]研究了不同熱暴露時間、溫度及熱力耦合后涂層體系的組織演變
結果表明：Al元素的向內擴散和Ni元素的向外流失使共格排列的γ/γ'相結構遭到破壞并促進TCP相的生成，降低了合金的高溫力學性能
為了模擬渦輪葉片的服役工況，預先對含涂層試樣進行熱暴露然后開展蠕變試驗
Alam等[11,21,22]發現，隨著熱暴露時間的延長涂層體系發生退化，裂紋在界面萌生并沿γ'/β相界、孔洞等缺陷“雙向擴展”，使合金的蠕變性能降低
Han等[23,24]針探究了含滲鋁涂層的K403鎳基高溫合金渦輪葉片的服役損傷機理，發現涂層在高溫下長時服役過程中發生組織退化、產生表面損傷和孔洞
多種損傷的積累加速涂層的剝落，惡化了體系的服役表現
但是，目前針對長時服役后Pt-Al涂層/單晶高溫合金體系的研究，較多的是圍繞基體組織退化、涂層退化和性能惡化，關于服役溫度對涂層/基體界面演化的影響的研究還比較少[25~27]
鑒于此，本文研究在不同溫度(850℃、1000℃)下抗熱腐蝕單晶高溫合金/Pt-Al涂層體系的長時服役行為，以及界面及界面附近的微觀組織演化規律，以深入了解微觀結構演變與互擴散反應之間的關聯
1 實驗方法1.1 實驗用材料
實驗用抗熱腐蝕鎳基單晶高溫合金DD413的名義成分，列于表1
用真空感應爐熔煉母合金，用傳統高速凝固Bridgman法(High Rate Solid
聲明：
“長時熱暴露對一種抗熱腐蝕單晶高溫合金/Pt-Al涂層體系微觀組織演化的影響” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：張英健,張思倩,王棟,張浩宇,周舸,陳立佳
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2025年07月24日 ~ 26日 
