激光沖擊與滲鋁復(fù)合處理鎳基高溫合金抗高溫氧化性能的研究.pdf

1、激光沖擊強(qiáng)化是一種新型的金屬表面強(qiáng)化技術(shù)，可在極短時(shí)間內(nèi)（納秒級(jí)）產(chǎn)生高壓沖擊波，作用于金屬表面。在金屬表面形成較深的殘余壓應(yīng)力層，表層晶粒細(xì)化顯著并伴隨有高密度位錯(cuò)、孿晶等亞結(jié)構(gòu)組織的產(chǎn)生，從而提高了金屬的力學(xué)性能和抗腐蝕性能。
　　本文以GH586鎳基高溫合金為研究對(duì)象，對(duì)激光沖擊強(qiáng)化后的微觀組織演變及抗高溫氧化性能，粉末包埋滲鋁后涂層組織及抗高溫氧化性能進(jìn)行了若干基礎(chǔ)研究和探索;并開展了激光沖擊/滲鋁復(fù)合處理的試驗(yàn)研究，具體

2、成果如下:
　　(1)激光沖擊后GH586鎳基高溫合金表面形成較深的硬化層(250μm)和殘余壓應(yīng)力層(500μm)，且在高溫下抗回火穩(wěn)定性較好;并伴隨形成了豐富的亞結(jié)構(gòu)組織，主要以層錯(cuò)、孿晶、位錯(cuò)胞和高密度位錯(cuò)纏結(jié)為主。在高溫保溫后微觀組織發(fā)生了顯著地回歸現(xiàn)象，部分出現(xiàn)了納米晶化。
　　(2)激光沖擊后合金在不同溫度下氧化后，其表面氧化物主要由NiCr2O4、Cr2O3和TiO2組成;激光沖擊形成的高密度亞結(jié)構(gòu)組織增加了元

3、素的擴(kuò)散通道，為發(fā)生Cr元素的選擇性氧化供了有利條件，能在較短時(shí)間內(nèi)形成了致密的Cr的氧化膜，阻斷氧原子與合金的接觸，并在一定程度上抑制了合金中Ti元素向表面擴(kuò)散。表層晶粒的細(xì)化也將導(dǎo)致生成的氧化物顆粒的細(xì)化，使氧化膜更加平整致密。從而提高了其抗高溫氧化性能，在800℃、900℃和1000℃氧化時(shí)氧化速率分別降低了23.1％、20.0％和15.7％。
　　(3)稀土氧化物Y2O3對(duì)滲鋁過(guò)程有催滲作用，可在較低溫度下(800℃)獲得

4、一定厚度的鋁化物涂層，其主要由NiAl相組成，并含有少量的Ni2Al3相和Cr沉淀相。合金滲鋁后平均氧化速率降低了84.9％.，稀土氧化物進(jìn)一步提高了滲鋁合金的抗氧化性能，當(dāng)滲劑中Y2O3含量為1％時(shí)，滲鋁試樣抗氧化性能最優(yōu)。涂層表面氧化膜在氧化初期主要由晶須狀的θ-Al2O3組成，隨著氧化時(shí)間的延長(zhǎng)亞穩(wěn)態(tài)的θ-Al2O3逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榈容S的α-Al2O3，同時(shí)涂層與基體間互擴(kuò)散區(qū)逐漸變寬，結(jié)合力得到了增強(qiáng)。
　　(4)激光沖擊處理后