[發明專利]一種鈦合金高溫防護涂層及其制備方法

無效

• 申請號: 200910010729.6
• 申請日: 2009-03-18
• 公開（公告）號: CN101838809A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 孔令艷;李鐵藩;沈莉;吳杰;金花子;崔新宇;陶杰;梁慎國;熊天英
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C23C30/00
• 分類號: C23C30/00;C23C24/04
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 張志偉

技術領域

本發明涉及鈦合金高溫防護涂層制備技術，具體為一種鈦合金高溫防護涂層及其制備方法，采用冷噴涂的方法制備TiAl₃-Al復合防護涂層。

背景技術

Ti-Al系合金，特別是α₂-Ti₃Al，γ-TiAl和O相Ti₂AlNb基合金具有低密度、高彈性模量和優異的高溫性能等特性，是極具希望的新型高溫結構材料，在航空、航天工業中具有廣泛的應用前景^[1]。然而高溫氧化和環境脆化問題制約了這類合金的實際應用，見文獻[1]C.Leyens，Environmental?Effects?on?Orthorhombic?Alloy?Ti-22Al-26Nb?in?Air?between?650℃～1000℃，Oxidatin?of?Metals，52(5/6)(2000)474-503。Leyens等[1]研究表明650℃～1000℃之間，該合金次表層會逐漸形成氮化層和富氧區。氮化層在近氧化層15μm左右區域內形成，而氧則不斷擴散進基體，進而形成硬度升高區域，顯微硬度分析表明這一影響區域接近300μm。由于這種氧、氮引起的材料次表面層脆化，使合金的高溫力學性能嚴重降低，其實際服役溫度大幅度降低(見文獻[2])J.C.Williams：Intermetallics?for?Structural?Applications：Potential，Reality?and?the?Road?Ahead，in?ISSI-Structural?Intermetallics，TMS，Warrendale，PA.(1997)。為克服這種環境因素導致的材料脆化問題，對合金施加防護涂層十分必要。

對Ti-Al系合金防護涂層的研究多借鑒于鎳基高溫合金的防護技術，見文獻[3-8]：

[3]S.G.warrier，S.krishnamurthy，P.R.Smith.Oxidation?protection?of?Ti-Aluminide?orthorhombic?Alloys：An?engineering?Multilayer?Approach.Metal?Mater.Trans.29A(1998)1270-1288.；

[4]R.Brawn，C.Leyens.Protective?coatings?on?orthorhombic?Ti2AlNballoys.Mater?at?High-Temp.22(3/4)(2005)437-447.；

[5]Q.M.Wang，K.Zhang，J.Gong?et?al.NiCoCrAlY?Coating?with?and?without?an?Al₂O₃/Al?Interlayer?on?an?Orthorhomibic?Ti2AlNb?Based?Alloy：Oxidation?and?Interdiffusion?Behaviors.Acta?Mater.55(2007)1427-1431；

[6]Z.L.Tang，F.H.Wang，W.T.Wu.Effect?of?MCrAlY?Overlay?Coatingson?Oxidation?Resistance?of?TiAl?Intermetallics，Surf.Coat.Technol.99(1998)248-252.；

[7]S.Kim，D.Park，I.Kim，H?Kim，K?Park，Effect?of?Aluminising?on?High?Temperature?Oxidation?Resi?stance?of?TiAl?Compounds.Mater.Sci.Technol.，14(1998)822.；

[8]熊玉明，朱圣龍，王福會，帶涂層的TiAlNb合金高溫氧化行為，稀有金屬材料與工程，35(2006)213-216.。