鎳包覆Y2O3顆粒彌散強化鎳基高溫合金的抗熱腐蝕性能

孔 濤，熊惟皓，張志力，李小峰

（華中科技大學材料成形與模具技術國家重點實驗室，武漢430074）

0 引 言

氧化物彌散強化（簡稱ODS）鎳基高溫合金在使用溫度高于1 000 ℃的環境下仍具有較高的高溫強度、抗高溫蠕變性能和抗氧化性能，已被應用于航空發動機、航空火箭發動機以及工業燃氣輪機渦輪葉片等高溫零部件［1-4］。一般而言，航空發動機、燃氣輪機等高溫部件是在含硫的高溫燃氣工作環境下長期服役的，在實際使用過程中常常會發生比在同溫度下單純氧化還要嚴重的熱腐蝕現象［5］。因此，對ODS鎳基高溫合金的抗熱腐蝕性能進行研究具有重要的意義。李維杰等［6］指出，隨著鋁含量增加，Ni-16Cr-Al合金在Na2SO4-NaCl混合鹽中的抗熱腐蝕性能提高。

ODS鎳基高溫合金通過加入均勻彌散于基體中的氧化物（Y2O3、Al2O3、ThO2等）阻礙位錯運動和晶界滑移，降低金屬原子的擴散速度，從而提高合金的強度，因此彌散相在基體中的分布情況成為影響ODS合金性能的一個重要因素［7-9］。目前廣泛使用的ODS鎳基高溫合金中氧化物的質量分數都在1.5%以下［10］，隨著航空工業對航空發動機高推重比的要求，航空發動機輕量化已成為發展的必然趨勢。因此，人們希望通過提高鎳基高溫合金中輕質氧化物的含量來達到輕量化的目的。然而，引入高含量的氧化物，特別是納米氧化物難免會發生團聚現象，從而影響合金的力學性能和抗氧化性能。李俊等［11］認為，當Y2O3的質量分數超過5%后，Hastelloy X 合金的室溫拉伸強度和高溫抗氧化性都會急劇下降，主要是由于團聚在晶界處未均勻彌散的Y2O3形成了夾雜，致使合金內缺陷增多造成的。……