高温下高温合金结构的原位研究

结合层作为中间层沉积在高温合金组织上，以提高几个关键的性能标准，包括热腐蚀性能。这限制了贱金属的原子迁移和热障涂层的附着力。

Pt- alinide键合涂层的合成产生了一种微观和成分梯度结构，通常由三层离散层组成:内部扩散区由B2-NiAl基体中的粗沉淀组成，中间层由β-(Ni,Pt)Al组成，外层由金属间化合物PtAl组成₂以及富含w的细沉淀。

了解高温合金基体和粘结层在高温下的力学性能，对于促进这些材料系统在极端情况下的应用是很重要的。

Hysitron SEM PicoIndenter与800°C加热

一个Hysitron^®- pi88 SEM picindenter^®采用800°C加热选项(图1)，在扫描电镜内进行微柱压缩测试，以评估高温下高温合金基体和粘结涂层的力学性能。

原位机械测试能够通过样品和直接，实时检查变形过程的精确对准。在SEM中进​​行这些测试的侧面益处是高真空气氛限制样品的氧化，特别是在高温下，允许测量超合金和粘合涂料的真正力学性能。亚博网站下载

图1所示。带800°C加热选项的海斯特隆PI 88原理图。

测试过程

采用聚焦离子束(FIB)铣削工艺在富铂区和基高温合金区制备微柱。采用Hysitron PI 88平冲探针对微柱进行压缩。

系统的位移受控反馈模式用于将柱压缩至5-12％的应变率为10^－2年代^－1．压缩试验是在室温(RT)和高达800℃的各种升高温度下进行的。加热是通过对样品和探针进行闭环电阻加热来完成的。

每次试验均实时录像，并记录荷载-位移数据。这两个信息的同步有助于验证测试，并有助于对不同温度下的变形进行彻底的分析。

高温单轴柱压缩

债券涂层

当温度高于700℃时，变形柱的微观组织表现为晶界旋转和滑动。在此温度下的组织中可以明显地看到穿晶裂纹。

750℃及以上时，近顶表面出现晶间裂纹。如图2的应力-应变曲线所示，结合层的塑性表现为室温屈服后的主应变硬化和较高温度下的局部应变硬化。与室温相比，800℃时粘结涂层的模量降低了~9%。屈服强度变化更明显，在800°C加热后，屈服强度下降了~50%。

图2。在RT(左)和800°C(中)压缩后的粘结涂层柱的形貌。测试柱在室温下明显出现穿晶裂纹，而在高温下出现沿晶裂纹。应力-应变曲线(右)表明在RT时主要应变硬化，在较高温度时更受限制。

高温合金

在高温合金的应力-应变曲线(图3)中，主要的载荷下降与滑移带的形成有关。与室温相比，在600°C时，在柱表面可以看到更多的滑移带和更大的步长。在600^oC与室温相比，测量的屈服强度和弹性模量下降了~20%。

图3。在RT(左)和600°C(中)压缩后的高温合金柱的形貌。应力-应变曲线(右)显示了显著的载荷下降，这与图像中所示滑移带的形成有关。

图4。PtAl粘结涂层的弹性模量和屈服强度随温度的变化。

结论

与室温相比，800℃时粘结涂层的屈服强度和模量分别降低了~50%和~9%。在700℃以上的温度下，晶界旋转和滑动是塑性的主要因素。

在镍基高温合金中出现了几个滑移带。滑移带的强度和密度随温度的升高而增大。

的Hysitronπ88- 800°C加热选项结合了高温下的定量力学表征和实时SEM成像，以详细分析高温合金结合涂层系统的变形机制。

这些信息来源于Bruker纳米表面公司提供的材料。亚博网站下载

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