【摘要】 该涂层提供抗氧化性，对于 C103 合金的高温使用不可或缺。

Fe-Cr-Si 涂层铌合金 C103 是超平面高级结构高温应用的战略材料[1]。该涂层提供抗氧化性，对于 C103 合金的高温使用不可或缺。然而，涂层由脆性金属间硅化物相构成，这会对基材的拉伸性能产生不利影响[2,3]。本论文研究了涂层对 C103 合金拉伸性能的影响。使用 Gleeble 测试设备在高达 1500 °C 的各种温度下进行Gleeble测试评估拉伸性能。对于高达 900 °C 的低测试温度，涂层表现出广泛的脆性开裂和剥落，导致基体合金的 YS 和 UTS 降低 10-20%。另一方面，涂层表现出延性变形，并且在 1100 °C 及以上的温度下不会影响合金的强度。在所有测试温度下，基体合金的延展性足以抵抗涂层裂纹渗透到基体中，并且合金的延展性不受涂层应用的显着影响。讨论了涂层在不同温度下的断裂行为以及对基体合金拉伸行为的影响使用 Gleeble-3800 设备在 RT-1500 °C 温度范围内的真空（10−6 Mbar）中对未涂层和硅化物涂层 C103 合金试样进行拉伸测试。测试的初始应变速率为 10-1 S -1 。对于涂层样品，焊接热电偶是不可行的，因为会形成 Pt-Si 的低熔点共晶 [33、34]。因此，使用双色辐射高温计监测涂层样品的标称温度。在 RT、500、700、900、1100、1300 和 1500 °C 下对每种类型的两个样品（即未涂层和涂层）进行了测试，并得出了了拉伸性能的平均值。

在 700 °C 的低测试温度下，涂层的应用导致合金的 YS 降低了 10%。另一方面，涂层在更高的测试温度下不影响合金的 YS。在 RT-1100 °C 的温度范围内，涂层合金的 UTS 比未涂层合金低 15-20%，但在更高的温度下相似。涂层是非承重的，发生脆性解理开裂，直到900℃的测试温度，其涂层从量具表面剥落，导致样品承重截面减少，YS和UTS降低。

在接近或高于涂层BDTT的1100℃及以上的试验温度下，涂层合金的YS和UTS与未涂层合金相近。该涂层没有表现出散裂，并显示出延性变形特征，例如中间层内沿柱边界和 IDZ/基板界面处的空隙成核。

 

[1] B.P. Bewlay, M.R. Jackson, P.R. Subramanian, Progressing high-temperature refractory metal silicide in-situ composites, JOM 51 (1999) 32–36.

[2] J. Eckert, Niobium compounds and alloys, Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 12 (1993–1994) 335–340.

[3] V.V.S. Prasad, R.G. Baligidad, A.A. Gokhale, Niobium and other high temperature refractory metals for aerospace applications, aerospace materials and material technologies, Indian Institute of Metals Series, vol. 1, 2016, pp. 267–288.

 

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