TC4表面耐高温氧化熔覆涂层的制备及性能分析

由于TC4材料在高温环境下易发生氧化失效,因此在高温、海洋等恶劣环境条件下,TC4材料的使用寿命大大缩短。为延长TC4材料表面的耐高温氧化性能,该文采用激光熔覆技术在TC4表面制备含梯度质量分数添加相的耐高温氧化熔覆涂层,并利用扫描电子显微镜（SEM）对涂层的微观组织进行观察,分析添加相对熔覆涂层微观组织形态的影响;然后利用微观硬度试验获得不同材料组分涂层的微观硬度分布,分析添加相含量对熔覆涂层显微硬度的影响;最后利用宏观形貌观察、氧化动力学分析、SEM扫描电镜分析和X射线衍射分析等方法对高温氧化试验后的熔覆试件进行耐高温氧化性能评估,分析添加陶瓷相变量和高温氧化过程对熔覆涂层微观组织及物相组成的影响规律,并探究涂层的耐高温氧化机理。试验结果表明：添加陶瓷相粉末后,熔覆涂层的微观硬度明显提高,微观组织更加细化紧密,高温氧化过程中生成的致密氧化产物能够有效地隔绝高温氧化环境,大幅提升表面熔覆涂层的抗高温氧化性能;熔覆涂层表面生成的高温氧化产物Ta₂O₅具有结构致密、高温稳定性强且抗氧化性能突出等特点,是提升含陶瓷相TC4熔覆涂层表面耐高温氧化性能的主要原因。