TZM合金热浸铝涂层显微结构

TZM合金具有良好的高温性能和力学性能,被作为耐热和结构材料广泛应用于高温核反应堆、航空、发电和化学工业领域,但它在高温下空气中容易氧化,因此大大限制其使用领域和范围。采用热浸镀铝工艺,在TZM合金表面制备渗镀铝层可以提高其高温抗氧化性。通过800℃、100h的循环氧化实验发现,TZM合金热浸镀铝后,其高温抗氧化性能得到大大的提升。镀层主要由表面纯铝层和内部合金层组成,合金层的主要金相为Al4Mo和Al5Mo相。

TZM合金经过热浸镀铝后,其表面呈现光亮的金属光泽,且表面平整,无漏镀。观察合金热浸铝涂层显微结构发现,合金热浸镀铝后的金相组织如图所示从左至右依次为褐色镶嵌料、纯铝层(I)和合金层(II)和基体(III),镀层均匀致密,分为内外两层,相界面明显。另外,通过研究发现,在同等的热浸镀温度下,较长的浸镀时间,合金层的厚度也会随之增加。

对镀铝层截面的显微硬度进行测量发现,外表层硬度较低,当测量硬度载荷为25g,其范围为HV30~130,这主要是取决于α-Al自身。随着离表面距离的增大,硬度也随之增大,在120um,硬度值达到了HV760。在120~150um,硬度值在HV760~758之间变化,载荷为500g,这主要是因为Al4Mo和Al5Mo组成的合金层是硬质合金相,具有较大的硬度。之后,随着距离的进一步增大,硬度开始急剧下降,硬度在HV260左右趋于稳定,此时测量硬度的载荷为100g,即TZM合金基体的硬度为HV260。

TZM合金

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