第36卷第9期 北京科技大学学报 Vol.36 No.9 2014年9月 Journal of University of Science and Technology Beijing Sep.2014 Ni-Fe-Cr基高温合金表面AICrN涂层制备及高温氧 化性能 孔德军12)四，付贵忠)，张垒) 1)常州大学机槭工程学院，常州2131642)常州大学江苏省材料表面科学与技术重点实验室，常州213164 ☒通信作者，E-mail:kong-dejun@163.com 摘要采用阴极弧离子镀法在Ni-Fe-Cr基高温合金表面制备了AICN涂层.通过电子扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪和 X射线光电子谱仪等分析了A1CN涂层表面和界面的形貌、能谱、物相以及结合能谱，并进行了800和900℃高温氧化实验， 研究了AICN涂层抗高温氧化性能及其机理.实验结果表明：AlCN涂层主要成分为AL,Cr和N元素，添加A1元素后表现出 较强的AN择优取向：A2p峰谐为Al一N和A一O结合键，C2p峰谱为Cr一0和Cr一N结合键，N1s峰谱以Cr一N和A一N 的形态存在，另外含有少量的N一Cr0和N一Al一O结合键；经过高温氧化后AICN涂层表面氧化物为Cr,O,对高温合金 基体有良好的保护作用 关键词高温合金；镍合金；涂层；离子镀；微观组织；物相组成；氧化 分类号TG174.4 Preparation and high temperature oxidation of AlCrN coatings on the surfaces of Ni-Fe-Cr-based superalloys KONG De-jun!FU Gui-zhong,ZHANG Lei I)College of Mechanical Engineering,Changzhou University,Changzhou 213164,China 2)Jiangsu Key Laboratory of Materials Surface Science and Technology,Changzhou University,Changzhou 213164,China Corresponding author,E-mail:kong-dejun@163.com ABSTRACT An AlCrN coating was prepared on the surface of a Ni-Fe-Cr-based superalloy by cathodic arc ion plating.The mor- phology,energy spectra,phase composition,and binding energy of the coating surface and interface were analyzed by means of scan- ning electron microscopy,energy disperse spectroscopy,X-ray diffraction and X-ray photoelectron spectroscopy.The high temperature oxidation resistance and mechanism of the coating were studied by high temperature oxidation tests at 800 and 900C.It is found that the coating is mainly composed of Al,Cr and N elements,showing strong preferred orientation of AlN after adding Al element.The peak spectrum of Al2p is Al-N and Al-O binds,the peak spectrum of Cr2p is Cr-O and Cr-N binds,and the peak spectrum of NIs is in the form of CrN and Al-N,also contains a small amount of N-Cr-O and N-Al-O bonds.The oxide in the coating surface is Cr,O,after high temperature oxidation,which has good protective effect on the Ni-Fe-Cr-based superalloy. KEY WORDS superalloys;nickel alloys;coatings;ion plating;microstructure;phase composition;oxidation CN涂层因其具有较高的硬度和较低的摩擦大的限制2].CN涂层是目前过渡金属氨化物涂 因数，已广泛应用于刀具和成型模具川.但是， 层中Al固溶度最高的氮化物)，工艺上采用合金 CN涂层在高温下稳定性差，使其应用范围受到极 元素Al添加到CrN涂层中，用Al原子替代CrN中 收稿日期：2013-04-03 基金项目：江苏省科技支撑计划（工业）资助项目(BE2014818)；中国学位与研究生教育学会研究课题(C1-2013Y07-051) DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2014.09.011;http://journals.ustb.edu.cn第 卷 第 期 北 京 科 技 大 学 学 报 年 月 基 局 温合金表 面 涂 层 制 备及 局 温 氧 化 性 能 孔德 军 ■ ， 付责 忠 ” ， 张 垒 ” 常州 大学机械工程学 院 ， 常州 常州 大学江苏省材料表面科学与技术重点 实验室 ， 常州 通 信作者 ， ： 摘 要 采用 阴 极弧离子镀法在 基高温合金表面制备 了 涂层 通过 电子扫描 电 镜 、 能谱仪 、 射线衍射仪 和 射线光 电 子谱仪等分析 了 涂层表面 和界面 的形貌 、 能谱 、 物相 以 及 结合能谱 并进行了 和 高 温 氧 化实 验 ， 研究 了 涂层抗高温氧化性能及其机理 实验结果表 明 涂层 主要成分为 、 和 元素 添加 元素后表现 出 较强 的 择优取 向 峰谱为 — 和 — 结合键 峰谱为 和 结合键 峰谱 以 和 — 的形态存在 另 外含有少量 的 — 和 — — 结合键 ； 经过 高 温 氧 化后 涂 层 表 面氧化物 为 对高 温 合 金 基体有 良好 的保护作用 关键词 高温合金 ； 镍合金 ； 涂层 ； 离子镀 ； 微观组织 ； 物相组成 ； 氧化 分类 号 ’ ” ： ， ， — — — — — — — ； ； ； ； ； ； 涂层 因 其具有 较 高 的 硬度 和 较低 的 摩 擦 大 的 限制 涂层 是 目 前过 渡 金 属 氮 化物 涂 因 数 ， 已 广 泛 应 用 于 刀 具 和 成 型 模 具 但 是 ， 层 中 固 溶度最 高 的 氮 化 物 ， 工 艺 上 采 用 合金 涂层 在高 温下稳定性差 ， 使其应用 范 围 受 到 极 元素 添加 到 涂层 中 ， 用 原子替代 中 收稿 日 期 ： 基金项 目 ： 江苏 省科技 支撑计划 （ 工业 ） 资助项 目 （ 中 国 学位 与研究 生教育学会研究课题 ： ；