解析NiCoCrAlY涂层在高温水蒸气中的氧化行为及失效机制

《Journal of Materials Science & Technology》:Unraveling the oxidation behavior and failure mechanisms of a NiCoCrAlY coating in high-temperature water vapor

【字体: 时间:2025年08月22日 来源:Journal of Materials Science & Technology 14.3

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  NiCoCrAlY涂层在高温水蒸气中的氧化行为及失效机制研究表明,涂层表面早期形成稳定α-Al?O?保护层降低氧化速率,但水蒸气促进γ-Al?O?相变导致氧化加速。采用M3TM-HVAF热喷涂工艺制备涂层,通过XRD和扫描电镜分析验证界面冶金结合。

  
韩张|韩超张|陈颖|黄爱辉|李玲|罗丽荣|蔡黄月|倪娜|沙瑞毅|肖飞|王静阳|赵晓峰|卢杰
上海交通大学材料科学与工程学院,中国上海200240

章节摘录

材料

通过使用M3TM-HVAF喷涂系统(Uniquecoat,美国弗吉尼亚州奥尔维尔),将商业NiCoCrAlY粉末(Amdry 365-2,Oerlinkon Metco)热喷涂到基于镍的Hastelloy-X超级合金基材上,制备了NiCoCrAlY涂层。Hastelloy-X基材和NiCoCrAlY粉末的名义成分见表1。在涂层沉积之前,基材先用刚玉砂进行喷砂处理以粗糙表面并提高与涂层的结合力,随后进行超声波处理

NiCoCrAlY涂层的微观结构

图2显示了均质化后的NiCoCrAlY涂层的微观结构分析。截面BSE图像(图2(a))表明,NiCoCrAlY涂层的厚度均匀为200 μm。由于热处理,在涂层/基材界面形成了一个扩散层(IDZ),这表明界面处实现了冶金结合(图2(a1))。结合XRD结果和涂层表面的放大BSE图像(图2(b–d)),NiCoCrAlY涂层表现出

结论

本研究探讨了NiCoCrAlY涂层在高温水蒸气中的氧化行为和失效机制。结果表明,高温水蒸气对NiCoCrAlY涂层的抗氧化性有很大影响。可以得出以下结论:
  • (1)
    在空气氧化的早期阶段,稳定的α-Al2O3会迅速形成,从而降低氧化速率。然而,水蒸气促进了亚稳态γ-Al2O的生长
  • 作者贡献声明

    韩张:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 原稿,资源获取,方法论,数据分析,数据管理。韩超张:验证,软件使用,方法论,数据分析,数据管理。陈颖:撰写 – 审稿与编辑,数据管理。黄爱辉:软件使用,方法论,数据分析。李玲:软件使用,方法论,数据分析,数据管理。罗丽荣:资金筹集,数据管理。蔡黄月:资金筹集,数据管理。倪娜:

    利益冲突声明

    作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

    致谢

    本工作得到了国家重点研发计划(编号:2024YFB3715200)、国家自然科学基金(编号:52201082)以及辽宁省中央引导的地方科技发展联合基金(编号:IC24ZXK300)的支持。此外,本工作还得到了晨光计划(资助编号:21CGA10)的支持,并获得了上海教育发展基金会和上海市教育委员会的资助。
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