电弧沉积制备多层镍铝合金的动态压缩性能研究

为解决镍基合金高温强度与延展性不足的问题，填补镍铝金属间化合物动态力学性能研究空白，研究人员通过电弧沉积技术制备多层梯度Ni-Al合金，系统研究了其微观结构、硬度及动态力学性能。研究发现Ni/NiAl沉积层在650℃和0.6MPa条件下展现出1770MPa高应力与快速应变硬化率，其屈服强度(750MPa)和极限抗压强度(1810MPa)显著优于Ni-Ni/NiAl-NiAl沉积层，为高温结构材料设计提供了新思路。

　　

电弧沉积技术制备的多层镍铝合金展现出令人惊艳的性能突破。针状及板条状M-NiAl构成材料表层，随着沉积高度降低，结构逐渐转变为γ-Ni/γ′-Ni₃Al双相球状结构，并伴有少量块状γ′-Ni₃Al。硬度测试揭示Ni-Ni/NiAl-NiAl沉积层最高硬度达573HV，而Ni/NiAl沉积层虽硬度稍低(388HV)，却展现出更优异的均匀性。在650℃高温环境下，Ni/NiAl沉积层在0.6MPa冲击压力下实现1770MPa的惊人应力表现，同时保持着快速的应变硬化速率。对比实验显示，相同层数和冲击条件下，Ni/NiAl沉积层的屈服强度(750MPa)和极限抗压强度(1810MPa)均显著超越Ni-Ni/NiAl-NiAl沉积层。断裂面分析可见光滑表面与韧窝并存，揭示出韧脆混合的断裂机制。这项研究证实，通过电弧沉积技术制备的NiAl与Ni交替多层复合材料，在塑性和高温强度方面都具有突出优势，为新一代高温结构材料开发指明了方向。