四元三相Cu-20Ni-20Cr-5Co合金的高温氧化行为

研究四元三相Cu-20Ni-20Cr-5Co合金在700-900℃、0.1MPa纯氧气中的氧化行为以及添加第四组元Co对三元三相Cu-20Ni-20Cr合金氧化行为的影响。结果表明:合金为三相混合物,其氧化动力学曲线偏离抛物线规律,由几个线段组成,添加5%Co后合金的氧化速率明显降低。Cu-20Ni-20Cr-5Co合金表面形成的氧化膜外层主要是由CuO组成,内层是合金与氧化物组成的混合内氧化区,最终合金内层表面形成一连续的Cr2O3层,阻止合金的进一步氧化。     

纳米晶块体Fe-60Ni-15Cr合金的高温氧化行为

通过热压采用机械合金化(MA)法合成的合金粉末制备纳米晶块体Fe-60Ni-15Cr(MA)合金,并与粉末冶金(PM)法制备的常规尺寸Fe-60Ni-15Cr(PM)合金对比,研究两种合金在700~900℃、0.1 MPa纯氧中的氧化行为以及晶粒细化对其氧化行为的影响。结果表明:Fe-60Ni-15Cr(PM)和Fe-60Ni-15Cr(MA)合金的氧化动力学曲线均偏离抛物线规律。在相同温度下,纳米尺寸Fe-60Ni-15Cr(MA)合金的氧化速率明显低于常规尺寸Fe-60Ni-15Cr(PM)合金的。Fe-60Ni-15Cr(PM)合金表面没有形成保护性的Cr2O3膜,而是形成了由Fe的氧化物组成的外氧化膜和由Fe、Ni和Cr氧化物组成的内层,并有合金和氧化物相组成的混合内氧化形成。相反Fe-60Ni-15Cr(MA)合金表面则只形成了保护性的Cr2O3外氧化物膜。因此,晶粒细化有利于降低合金表面形成连续Cr2O3外氧化膜所需Cr的临界含量,促使合金能在较低的Cr含量下形成连续有保护性的Cr2O3外氧化膜。     

Cu-60Ni-10Al和Cu-60Ni-15Al三元合金在800℃的高温氧化行为

研究了Cu-60Ni-10Al和Cu-60Ni-15Al（at％）在800℃的氧化行为。2种合金在初始阶段氧化较快，但与相应的Cu-Ni二元合金相比，铝的存在使合金的氧化速率大为降低；随着完整的保护性Al2O3层形成，合金的氧化速率进一步降低。氧化24h后，Cu-60Ni-10Al氧化膜外层仍有铜镍氧化物存在，10at％Al不足以使合金得到完全保护；而Cu-60Ni-15Al氧化膜完全由Al2O3层组成。对于60at％Ni的Cu-Ni-Al三元合金，获得完全保护的最佳铝浓度在10at％～15at％之间。     

Nb对TiNiAl合金高温氧化行为的影响

对Ti50Ni44Al6和Ti50Ni41Al6Nb3合金在1073K循环氧化行为的测试表明,Nb的加入显著改善合金的高温抗氧化性能．Ti50Ni44Al6合金在1073K经过100h循环氧化后形成外层以TiO2为主并含有少量Al2NiO4、内层为TiNiO3的氧化层,合金的氧化动力学服从线性规律;Ti50Ni41Al6Nb3合金生成以TiO2为主的氧化膜,在外氧化层下面形成了一层富Nb和Al的复合氧化物,显著阻碍氧以及合金元素的扩散,降低了合金的氧化速率,合金高温氧化动力学遵从抛物线规律．     

Cu-20Ni-20Cr合金在700℃纯氧气中的氧化

研究了Cu-20Ni-20Cr合金在700℃纯氧气中的氧化行为.结果表明:Cu-20Ni-20Cr合金在700℃,24h的氧化动力学偏离抛物线规律,其瞬时抛物线速率常数随时间而降低,其降低的幅度要比相应的按抛物线规律变化要大.合金表面或内部均没有形成连续的Cr2O3保护膜而是形成了含有所有组元氧化物及它们的复合氧化物的复杂氧化膜结构.这主要归因于合金中含有三相且Cr的分布不均匀,它阻止了Cr由合金向合金/氧化膜界面的扩散.     

Cu-20Ni-30Cr合金在700℃和800℃纯氧气中的氧化

研究了三元复相合金Cu-20Ni-30Cr（at%）在700℃和800℃纯氧气中的氧化行为，合金由三相组成，具有最大Cu浓度和最小Cr浓度的α相为合金的基体，中间浓度的Ni和Cr的β相和富Cr的γ相以颗粒状态分布在合金基体中。合金在2个温度下的氧化动力学曲线偏离抛物线规律，其氧化增重随时间延长而降低，合金氧化速率随温度升高而加快，合金形成了复杂的氧化膜结构，外层为富Cu氧化物，中间层为尖晶石层，最内层为不规则但连续的Cr2O3膜，合金中的复相组织限制Cr在合金中的扩散，抑制了外氧化膜的形成。     

Fe-5Y-1Al和Fe-5Y-2Al合金在800℃空气中的氧化行为

研究了铸态Fe-5Y-1Al合金和Fe-5Y-2Al合金在800℃空气中的高温氧化行为.结果表明,两种三元合金动力学都近似遵守抛物线规律,Fe-5Y-1Al的抛物线速率常数比Fe-5Y-2Al的低2个数量级.Fe-5Y-1Al合金的氧化膜为尖晶石结构的复合氧化物FeAl2O4,很好的抑制了O的向内扩散和Fe的向外扩散,...     

Cu-15Ni-15Ag合金在600～700℃空气中的氧化

研究了Cu-15Ni-15Ag合金在600～700℃空气中的氧化 .合金由富Ag的α相与Cu-Ni固溶体β相组成;氧化速率基本服从抛物线规律,合金的成膜速 率与纯Cu氧化近似.不同温度下合金均形成了最外层为CuO,内层为Cu2O,NiO以及Ag颗粒 组成的复杂氧化膜.在700℃氧化时观察到典型的Ni的内氧化,同时,由于Ni优先溶解于CuO 中影响了CuO-Cu2O氧压平衡,导致形成了CuO位于Cu2O下的特殊氧化膜结构.     

双相Fe-15Cu-5Al-0.3Y铸态合金及其溅射涂层的高温氧化行为(英文)

研究了Fe-15Cu-5Al-0.3Y铸态合金及其溅射涂层在800℃,0.1MPa氧气中的氧化行为。铸态合金表面形成的氧化膜分为3层:最外层是一层很薄的CuO层;第二层主要由铁的氧化物组成,而且其中含有一些铜的氧化物和少量的铝的氧化物;而与合金接触的第三层是一层非常薄的Al2O3层,不能给予合金充分的保护。溅射涂层表面形成的氧化膜分为两层:外层由铁的氧化物组成;内层比较复杂,形成了暗黑色的铁和铝的氧化物,同时析出了垂直于合金表面的未氧化的亮色富铜狭条;溅射涂层中发生了一定程度的铁和铝的内氧化;而且在涂层基体下还存在一个铝的内氧化区。合金晶粒尺寸的降低能够有效促进铁的选择性外氧化。     

添加Ni对Cu-25Co合金在600,700℃纯氧气中氧化行为的影响(英文)

研究了三元双相Cu-20Ni-25Co合金在600,700℃、0.1 MPa纯氧气中的氧化行为.结果表明:合金的氧化动力学不规则且偏离抛物线规律,氧化动力学曲线由3段抛物线段组成.前期研究的二元双相Cu-25Co合金经过了较长时间的氧化后合金表面未能形成活泼组元Co的选择性外氧化,而本研究的Cu-20Ni-25Co合金表面氧化膜外层主要是由CuO组成.紧接着是Co的氧化物层.可见,向Cu-25Co合金中加入Ni后,降低了合金表面形成活泼组元Co外氧化膜所需的临界浓度,促使合金表面在较低Co含量下能形成活泼组元Co的外氧化膜.     

Cu—25Ni—25Ag三元合金在600℃和700℃空气中的氧化

研究了Cu-25Ni-25Ag合金在600℃和700℃空气中的氧化,合金由富Ag的α相与Cu-Ni固溶体β相组成,氧化速率大致服从抛物线规律,除短时间的加速氧化外,随着氧化的进行氧化速率逐渐减小,尽管存在Ag和Ni,但合金成膜速率与纯Cu的相近,在不同温度下合金都形成了外层为CuO,内层为Cu2O,NiO和Ag颗粒组成的复杂氧化膜,同时,氧化膜最前沿的Cu-Ni固溶体颗粒仅表面部分氧化,未氧化的内核被连续NiO所包围。     

Ni基合金在900 ℃75%Na2SO4+25%NaCl盐膜下的热腐蚀

研究了纯Ni、Ni-10Cr和Ni-10Cr-5Al合金在900 ℃空气中涂敷Na2SO4+25%NaCl盐膜时的热腐蚀行为。结果表明,Ni-10Cr合金的腐蚀动力学曲线近似服从抛物线规律,而纯Ni和Ni-10Cr-5Al合金的腐蚀动力学曲线分段服从抛物线规律。Ni-10Cr的腐蚀增重最小,抗热腐蚀性能最好,Ni-10Cr-5Al次之,纯Ni的腐蚀增重最大。Ni-10Cr-5Al合金热腐蚀24 h后氧化产物分为3层,外层氧化产物主要是NiO,中间层氧化产物为Cr2O3和Al2O3,最内层有少量Cr2S3和Al2S3。Ni-10Cr合金热腐蚀24 h后氧化膜分为3层,外层氧化产物是NiO,中间层是不连续的Cr2O3,内腐蚀区有少量Cr2S3。由于熔盐中NaCl的存在,Ni-10Cr-5Al和Ni-10Cr合金的腐蚀产物会变得疏松多孔。     

Ni基合金在900℃75%Na_2SO_4+25%NaCl盐膜下的热腐蚀（英文）

研究了纯Ni、Ni-10Cr和Ni-10Cr-5Al合金在900℃空气中涂敷Na2SO4+25%NaCl盐膜时的热腐蚀行为。结果表明,Ni-10Cr合金的腐蚀动力学曲线近似服从抛物线规律,而纯Ni和Ni-10Cr-5Al合金的腐蚀动力学曲线分段服从抛物线规律。Ni-10Cr的腐蚀增重最小,抗热腐蚀性能最好,Ni-10Cr-5Al次之,纯Ni的腐蚀增重最大。Ni-10Cr-5Al合金热腐蚀24 h后氧化产物分为3层,外层氧化产物主要是NiO,中间层氧化产物为Cr2O3和Al2O3,最内层有少量Cr2S3和Al2S3。Ni-10Cr合金热腐蚀24 h后氧化膜分为3层,外层氧化产物是NiO,中间层是不连续的Cr2O3,内腐蚀区有少量Cr2S3。由于熔盐中NaCl的存在,Ni-10Cr-5Al和Ni-10Cr合金的腐蚀产物会变得疏松多孔。     

Fe-Si合金在600℃不同气氛中的腐蚀

研究了Fe-5Si,Fe-9Si和Fe-13Si合金在600℃下H2-CO2和H2-CO2-H2S两种气氛中的腐蚀行为。结果表明:在两种气氛中,3种合金的腐蚀均遵循近似抛物线规律;并且合金在含S和不含S气氛中的抛物线速率常数数量级分别为10-8和10-10g2·cm-4·s-1。在H2-CO2气氛中合金氧化膜由Fe的氧化物外层、Fe与Si的混合氧化物内层及Si的内氧化区组成;在H2-CO2-H2S气氛中则由层状的FeS外层和FeS+SiO2混合内层组成。两种气氛中合金均没有生成连续的SiO2外氧化膜。气氛中S的加入使合金表面生成了大量的FeS,FeS中较高的离子缺陷浓度为Fe2+向外扩散提供了通道,从而明显增大了合金的腐蚀速率。Si氧化物的生成提高了Fe在两种气氛中的耐腐蚀性。     

Ta含量对镍基粉末高温合金高温氧化性能的影响

采用XRD、FEG-SEM和EDS等实验技术对不同Ta含量合金在800℃条件下进行抗氧化性能的研究。结果表明,含Ta合金的氧化增重和氧化时间的关系曲线符合抛物线规律,氧化层为Al_2O_3+NiCr_2O_4+Ta_2O_5+(Ti/Cr)TaO_4的复合氧化物结构,而随着Ta含量的增加,氧化层厚度减小,且氧化深度变浅,氧化层也变得更加平滑而致密。实验发现,在外层和内层氧化层之间存在富Ta的氧化物Ta_2O_5、(Ti/Cr)TaO_4,很容易与Cr_2O_3结合形成CrTaO_4,从而减少高温下Cr_2O_3氧化物的挥发损失,提高合金的抗氧化性能。富Ta氧化物Ta_2O_5、(Ti/Cr)TaO_4的出现能阻碍金属阳离子向外扩散的速率,Ta元素的加入改变了氧化层离子扩散速率从而提高了合金的抗氧化性能。     

二元双相Cu-Cr合金在700和800℃空气中的氧化行为研究

研究了二元Cu-Cr合金Cu-0.5Cr,Cu-7.0Cr和Cu-15.0Cr(原子分数,%)在700和800℃空气中的高温氧化行为.合金的氧化动力学基本遵循抛物线规律,其中Cu-0.5Cr合金的氧化近似于纯Cu的氧化行为,氧化产物主要为Cu的氧化物,Cr2O3颗粒弥散分布于氧化膜内层靠近膜/基体界面;Cu-7.0Cr和Cu-15.0Cr氧化后外层形成CuO和Cu2O,内层为Cr2O3和Cu2O·Cr2O3混合氧化物,并含有部分未氧化的Cr颗粒.合金的氧化速率随Cr含量的增加而降低,并且b相尺寸减小也利于提高Cu-Cr合金的抗氧化能力.合金氧化膜结构和生长规律与合金的原始显微组织和b相分布状态有关.     

Cu-10Ni-5Al三元合金在700℃～800℃，1×10^5Pa氧气中的氧化

研究了三元Cu-10Ni-5Al合金在700℃～800℃纯氧气中的氧化行为。合金在2种温度下的氧化行为较为类似，经过初始阶段的快速氧化反应之后，在锈层底部开始形成连续完整的保护性Al2O3薄层，防止了铝的内氧化和其它组元的进一步氧化，因此合金的腐蚀速率与初始阶段相比极大地降低了。与相应的Cu-5Al二元合金相比，10at％Ni的存在使得活泼组元Al由内氧化向外氧化转变更为困难。     

混合稀土对Cu-30Ni-20Fe-5Al微观组织及流动性的影响

采用真空熔炼制备不同稀土含量的Cu-30Ni-20Fe-5Al合金,研究了稀土含量对铸态Cu-30Ni-20Fe-5Al合金组织和流动性能的影响及内在机制。结果表明,铸态Cu-30Ni-20Fe-5Al合金由α-Cu和NiAl化合物两相组成,NiAl相以不规则环状分布,其不规则环状内外两侧存在较大的Fe元素偏析;加入混合稀土后,随混合稀土含量的增加,铸态合金中NiAl相变为球状、棒状独立存在,晶界处出现富稀土相的析出;当混合稀土含量达到0.78%时,不规则环状NiAl相球化效果最好;在流动性试验中,加入0.78%混合稀土元素与不加混合稀土元素比较,自制螺旋试样长度增加25%,合金的流动性能最好。     

Fe-30Mn-9Al奥氏体钢高温循环氧化特征

研究了Fe-30Mn-9Al奥氏体钢在700℃、800℃和950℃空气中循环氧化160 h表面形成的氧化膜形貌、成分和组织结构.Fe-30Mn-9Al奥氏体钢在700℃和800℃氧化时,初期增重较快,随着循环次数增加,氧化增重减小,氧化160 h分别增重1.00和4.08 mg/cm2.氧化层主要由Mn2O3,Al2O3和(Mn,Fe)2O3等相组成.在950 ℃,钢的氧化增重显著上升,160 h增重43.50 mg/cm2,表面形成了Fe2O3、MnO2以及MnAl2O4、Al2Fe2O6等复合氧化物.800℃下循环氧化后形成了多层氧化物膜 ,外层以Mn2O3型氧化物为主,内层以Al2O3为主;钢基体表面为 富Fe、贫Mn的铁素体层.      

Al对Fe-20Cr-35Ni-0.6Nb合金显微组织和抗氧化性的影响

采用增量法研究了不同Al含量(0.5%、1.5%、2.5%,质量分数)的Fe-20Cr-35Ni-0.6Nb含Nb合金在1000 ℃空气条件下的抗氧化。采用SEM、EDS、TEM、拉曼光谱等手段研究了合金的显微组织和氧化膜特性。结果表明,3种含Nb合金组织为单相奥氏体,基体中存在少量弥散分布的NbC沉淀相,氧化前后沉淀相含量和晶粒大小保持不变。添加0.5%和1.5%的Al后,含Nb合金的表面形成多层结构的氧化膜,最外层和第三层为Cr₂O₃,次表层主要为NiCr₂O₄、NiFe₂O₄和Fe₂O₃,最内层为Al₂O₃内氧化层。基体中的NbC析出相和氧化膜中少量Nb的氧化物(Nb₂O₅)加剧了氧化膜的疏松。当Al含量增加到2.5%时,含Nb合金表面形成连续致密的Al₂O₃氧化膜,降低了Fe-20Cr-35Ni-0.6Nb合金的氧化速率,提高了抗氧化性。