● 摘要
Nb-Si超高温合金由于其优异的性能：熔点高、高温强度好、比刚度高、一定的室温韧性和较好的组织稳定性，成为航空发动机叶片最重要的候选材料之一。为了寻求改善Nb-Si基超高温合金抗氧化性能的方法，本文设计了铸态合金Nb-12Si-24Ti-(2,14)Cr-2Al-2Hf-2V（原子分数，%），并对其进行定向凝固和热处理，作为包埋共渗实验的基体合金。研究了基体合金的组织结构、包埋渗涂层的组织与结构、包埋渗层各合金的高温抗氧化行为以及涂层/基体体系的高温抗氧化行为。
研究结果表明铸态和定向凝固合金Nb-12Si-24Ti-2Cr-2Al-2Hf-2V（2Cr合金）合金组织由NbSS相和Nb5Si3相组成，Nb-12Si-24Ti-14Cr-2Al-2Hf-2V（14Cr合金）NbSS相，Nb5Si3相和Cr2Nb相组成，凝固速度和热处理对相组成和显微组织影响不大。用10Si-10Al-2Y2O3-5NaF-73Al2O3（质量分数，%）作为渗剂，在1150℃/10小时下进行包埋渗后涂层具有三层结构分为外层（(Ti,Nb)Si3相和（Ti,Nb）5Si4相），中间层（(Ti,Nb)5Si4相和(Ti,Nb)5Si3相）和内层（富Al，Cr复杂化合物层）。其中2Cr合金中各渗层的含Cr量低于14Cr合金各渗层的含Cr量。
在1250℃下对基体，涂层材料以及覆有涂层的合金进行氧化实验结果表明。未包埋渗2Cr和14Cr合金抗氧化性能较差，100h静态氧化后氧化增重约为200mg/cm2。涂层中外层、中间层和内层由于其成分不同，表现出了不同的抗氧化性能。14Cr合金涂层各层相的抗氧化性优于2Cr合金涂层各相的抗氧化性，主要是由于含Cr量高造成。涂层/基体体系的抗氧化性优于基体合金，其中而Al+Y+Si/14Cr系统1250℃/100h的12.039mg/cm2，Al+Y+Si/2Cr系统的180.153mg/cm2。氧化产物主要是SiO2和TiO2。
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