钱振，杨帆，吕鹏，蔡杰，李玉新，关庆丰

（1.江苏大学 a.材料与科学工程学院 b.先进制造与现代装备技术工程研究院，江苏 镇江 212013；2.中北大学 材料科学与工程学院，太原 030000）

GH3039镍基高温合金属于典型的单相奥氏体型合金，它所处的环境温度不超过1000 ℃时，拥有较佳的抗氧化性，为此该材料可以用作飞机发动机中的燃烧室部件，其温度不超过850 ℃。研究表明[1-2]，镍基高温合金的抗高温氧化性能主要取决于表面形成的Al2O3或Cr2O3保护性氧化膜，但针对GH3039合金而言，由于Al元素含量很低，不能形成有效的氧化物膜以保护基体，其主要通过Cr元素保护合金免受热氧化影响，但是在高Cr含量的情况下，Cr容易与合金中的Ti、Al、Mo等元素形成有害的σ相而降低合金的强度。因此，工程应用上难以通过改变合金内部元素组成的同时提高合金强度和高温氧化性能。一般情况下，以不降低合金整体性能为前提，借助于表面处理技术，如渗铝、热障涂层等，来对此合金表面性能进行优化，但是这些常规的表面处理技术制备的涂层与基体结合力差，易剥落，且涂层内部容易产生孔洞和微裂纹等缺陷，从而影响合金的服役性能。

HCPEB表面合金化[2-5]是利用脉冲电子束辐照基体表层预涂敷的合金化涂层，使材料表层基体与合金化元素同时熔化形成重熔混合层，随即快速凝固形成合金层来实现合金化的技术。另外，HCPEB还会在材料表层诱发大量细晶、亚晶和晶体缺陷等常规方法无法获得的微观结构，这些缺陷结构和晶界供给原子更高的扩散驱动力，并在快速凝固过程中形成过饱和固溶体和亚稳相等非平衡结构，促进合金化的进行，这种工艺通过有意地添加合金化元素来改善材料的表面性能以满足实际应用的需要。……