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行业技术|镍基高温合金定向凝固过程中表面氧化皮的形成机制
作者:博一建材  2017-01-14  浏览:90
博一建材讯:表面氧化皮是单晶铸件中一种常见的铸造缺陷,外观好像一层薄薄的“鳞片”。航空用的定向凝固的单晶涡轮部件的外表面经常形成表面氧化皮。表面氧化皮不仅影响晶粒取向评估,而且在热处理过程中容易引起表面初熔。

来自英国的研究人员利用第一代镍基高温合金SRR99和第三代镍基高温合金CMSX10N,对表面氧化皮的形成机制进行了研究。结果表明,它的形成包括三个阶段:

(1)由于液态金属和结晶器底涂层之间发生结晶器/金属反应,液态金属的外表面周围形成约为0.5~1.5μm厚的Al2Q3层;

(2)冷却时,凝固的金属与结晶器壁发生分离,Al2Q3层从金属表面剥离,但在结晶器壁留下残余;

(3)“裸露的”金属随后发生氧化反应,形成表面氧化皮。

氧化皮中含有多种氧化物。在采用第一代合金SRR99铸造的部件中,其氧化皮包括TiO2、Cr2O3和Al2Q3。在采用第三代合金CMSX10N铸造的部件中,其氧化皮主要为富镍氧化物(可能是NiO)。铸造过程中,在去除了氧化皮的部位,结晶器与金属直接接触,随后的冷却和外表面周围的Al2Q3层阻止铸件表面继续氧化。(芊芊)

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