NiMoAlY合金的设计与抗氧化机制研究

针对含Cr的MCrAlY(M=Fe、Co、Ni)船用燃气轮机热端部件材料在潮湿海洋环境中与高腐蚀氯盐发生严重热腐蚀的问题,Mo有望替代Cr以提升材料的耐海洋环境热腐蚀性能及力学性能,但过量Mo易氧化形成挥发性金属氧化物从而破坏氧化膜的完整性.通过相图计算设计位于FCC_L12+BCC_B2+Ni5Y三相区的NiMoAlY及对照组NiCrAlY合金,探究微量Mo替换Cr对相组成和抗氧化性能的影响规律和作用机制.高温(750℃)氧化增重实验结果表明:添加少量Mo(原子分数0.5％)可促进BCC_B2相的形成,且加速其表面氧化物由θ-Al2O3向稳态α-Al2O3转变,有利于在长时服役中形成致密α-Al2O3氧化层,提升合金抗氧化性能;而添加原子分数2.5％的Mo则会使有序BCC_B2相转变为不利于抗氧化性能的BCC_A2相(富Mo).结合理论计算和实验验证,可为具有特定结构及性能需求的材料成分设计提供有效指导.