鎳鈷基高溫合金的氧化動力學與界面結合性能

宋正奇，李志強，鄭緒東，沈明明，鄒儉鵬

(1.中南大學粉末冶金國家重點實驗室，湖南長沙，410083；2.云南中煙工業有限責任公司技術中心，云南昆明，650231)

高溫合金是指以鐵、鈷、鎳為基，能長期在600 ℃以上的高溫環境中工作的金屬材料，具有良好的高溫抗氧化性能和抗腐蝕性能以及優異的高溫強度、疲勞性能等綜合性能，主要用于制造航空航天領域中高溫環境下工作的部件如發動機中的葉片、燃燒室、渦輪盤等零部件。高溫合金的抗氧化性是評價其性能的重要指標之一，該合金的氧化行為很復雜，含有不同種類和含量合金元素的高溫合金氧化行為差別很大，但通常將氧化動力學和氧化膜的成分組成作為評價高溫合金抗氧化性的指標[1-2]。國內外對高溫合金的氧化行為進行了大量研究，如SHENG 等[3]研究了鎳基高溫合金C263 表面再結晶對其氧化行為的影響，發現試樣經機械加工后會產生殘余應力，導致合金在高溫氧化時表面會產生再結晶，再結晶的細晶粒層為氧化層下的Ti 和Cr 元素以及外界的O 和N 元素提供了快速擴散的途徑，降低了合金的抗氧化性能，拋光后的試樣沒有產生再結晶現象，抗氧化性能與未經拋光的試樣相比有所改善；WANG等[4]研究了多孔Haynes 214合金在800～1 000 ℃時的氧化行為，發現合金的氧化動力學近似遵循拋物線規律，氧化膜主要由Cr2O3，NiCr2O4和Al2O3組成，合金的微孔為氧提供了快速通道，對氧化層的組成產生了影響；SABER 等[5]研 究 了Inconel 617 高 溫 合 金 在750～1 000 ℃時的循環氧化行為，發現在850，950 和1 000 ℃時合金的氧化動力學遵循拋物線規律，產生的氧化膜由Cr2O3，NiO和NiCr2O4組成，產生的氧化層致密且均勻地附在合金表面；……