直接激光沉积Al2O3增强NiCrAlY涂层的微观组织及力学性能

目的 改善NiCrAlY涂层微观组织并提高其力学性能.方法 采用直接激光沉积方法制备100％NiCrAlY、NiCrAlY+10％Al2O3和NiCrAlY+20％Al2O3三种样件,分别利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱仪(EDS)、电子探针X射线显微分析仪(EPMA),对不同成分样件进行相组成分析、微观组织观察以及元素组成检测,使用维式显微硬度测试计和万能摩擦磨损试验机,分别检测各个涂层的显微硬度和摩擦系数.结果 在NiCrAlY中添加Al2O3后,Al2O3以不规则形状或球形分布在晶内或者晶界处,其尺寸小于2μm.三种复合涂层样件均由γ-Ni和β-NiAl相组成,添加Al2O3陶瓷颗粒后,涂层一次枝晶臂间距均减小,且Ni-Y相显著减少,Y2O3陶瓷颗粒弥散分布在基体的晶内与晶界处.NiCrAlY、NiCrAlY+10％Al2O3和NiCrAlY+20％Al2O3涂层的平均硬度分别为(440.69±30)HV0.2、(482.18±30)HV0.2和(453.09±20)HV0.2,100％NiCrAlY、NiCrAlY+10％Al2O3和NiCrAlY+20％Al2O3涂层的摩擦系数分别为0.77、0.55和0.52.结论 加入Al2O3后,基体晶粒有一定程度的细化.在晶粒细化作用以及陶瓷颗粒弥散作用下,涂层的显微硬度有所提高,其中NiCrAlY+10％Al2O3的硬度最高,相比NiCrAlY基体提高了约9.5％.此外,发现添加Al2O3后,NiCrAlY+10％Al2O3和NiCrAlY+20％Al2O3样件的摩擦系数比NiCrAlY样件下降均超过25％,其中NiCrAlY+10％Al2O3样件的磨损量最小,相对于NiCrAlY涂层下降了近13.5％,耐磨性明显改善.