DZ40M钴基合金的高温氧化

测定了ＤＺ４０Ｍ钴基合金在９００￣１１００℃空气中的氧化动力学曲线,观察分析了各温度下经不同时间氧化后合金的表面氧化物形貌和组成。该合金在９００和１０００℃的静态氧化较好地符合抛物线规律,而在１０５０和１１００℃时由于氧化皮严重开裂和剥落而近乎呈直线发展。两者的氧化层形成机制有所不同,９００和１０００℃的后期氧化产物以Ｃｒ２Ｏ３为主,形成连续致密的保护层;１０５０和１１００℃的后期氧化产物以ＣｏＣ     

钴基合金在锌液中的摩擦磨损性能研究

在自行研制的试验设备上研究了几种钴基合金与Al2O3干磨损和在锌液中(460±5℃)腐蚀磨损的状况及磨损机理。研究表明,过共晶钴基合金的耐腐蚀磨损性能要优于亚共晶合金,但是干磨损时情况完全相反。在不同的摩擦副中几乎都有磨粒磨损发生。钴基合金的腐蚀磨损机制主要是材料的塑性变形、脆性断裂和磨粒磨损。     

Ni-Cr-Al-Fe基合金粉末的高温抗氧化行为

研究Ni-Cr-Al-Fe基合金粉末在600 ℃空气中的高温抗氧化性能,分析铝含量和预氧化处理对合金粉末高温抗氧化行为的影响.利用水雾化法制备不同铝含量的Ni-Cr-Al-Fe基合金粉末,利用静态质量增加法研究不同铝含量合金粉末的氧化动力学,分别利用FE-SEM(EDS)和XRD观察分析不同合金粉末氧化膜的形貌及成分,结合氧化动力学及氧化膜的组成进一步分析不同合金粉末的高温氧化机理.结果表明:Ni-Cr-Al-Fe基合金粉末在600 ℃时的氧化质量增加遵循抛物线规律,铝含量的增加及预氧化处理均可提高合金粉末的抗氧化能力;铝含量的增加使氧化膜的组成由Cr2O3和Al2O3的混合结构转变为单一的Al2O3氧化膜结构,这有利于提高合金粉末的抗氧化性能;预氧化处理所形成的氧化膜有效地抑制Ni-Cr-Al-Fe基合金粉末的进一步氧化.     

Ni_3Al基合金的初期氧化速率

用感量为２μｇ的Ｓｅｔａｒａｍ热天平研究了Ｎｉ３Ａｌ及Ｎｉ３Ａｌ－Ｃｒ基合金７００℃～１１００℃的初期氧化行为。Ｎｉ３Ａｌ合金在中温区（７０００℃～９００℃）的氧化,随温度升高初期氧化速率明显增加（氧化５ｍｉｎ）,８００℃及９００℃氧化０．５ｈ后试样的氧化增重低于７００℃的。在温度低于９００℃时,Ｎｉ３Ａｌ－Ｃｒ基合金的氧化增重明显小于Ｎｉ３Ａｌ基合金;高于１０００℃时,其氧化增重明显大于Ｎｉ３Ａｌ基合金的。ＥＤＳ分析表明Ｎｉ３Ａｌ－Ｃｒ基合金表面不出现纯ＮｉＯ相的氧化物区。加Ｃｒ可降低Ｎｉ３Ａｌ的晶格常数,增加原子密堆度,从而阻碍Ｎｉ原子的扩散,降低合金的氧化速率。     

高温燃气导管用合金成分研究

通过合金类型筛选试验和W、Ni等元素含量对结基合金的强度性能及组织状态的影响研究，确定了耐1175～1200℃高温高强度变形钴基合金成分。该合金管材是航天器较理想的燃气导向部件材料。     

含碲钴基高温合金熔盐腐蚀行为

非真空环境下烧结不同Te含量的钴基合金粉末,研究其在静态800±5℃,75%Na_2SO_4+25%NaCl下的高温熔盐腐蚀行为,采用OM、SEM和XRD分析了合金金相组织、腐蚀产物形貌和物相组成。结果表明:随着钴基合金中含Te质量分数的增加,合金的高温熔盐腐蚀速率逐渐降低;当Te含量为1.6%左右时,合金基体表面形成均匀、致密的Cr_2O_3氧化保护膜及弥散在基体中的新相(CoTeO_3、Fe_2TeO_5)抑制Co原子向晶界扩散,延缓合金基体元素溶解,平均腐蚀速率由不含Te的4.0483 mg/(cm~2·h)降低至0.216 mg/(cm~2·h),提高合金耐热腐蚀性能。     

含碲钴基高温合金熔盐腐蚀行为探讨

非真空环境下烧结不同Te含量的钴基合金粉末,研究其在静态800±5℃75%Na2SO4+25%NaCl下的高温熔盐腐蚀行为,采用OM、SED和 XRD衍射仪分析了合金金相组织、腐蚀产物形貌和物相组成。结果表明：随着钴基合金中含Te质量分数的增加,合金的高温熔盐腐蚀速率逐渐降低;当Te含量为1.6wt%左右时,合金基体表面形成均匀、致密的Cr2O3氧化保护膜及弥散在基体中的新相（CoTeO3、Fe2TeO5）抑制Co原子向晶界扩散,延缓合金基体元素溶解,平均腐蚀速率由不含Te的4.0483mg/(cm2*h)降低至0.216mg/(cm2*h) ,提高合金热腐蚀性能。     

Nb、Mo对TiAl基合金高温氧化行为的协同效应研究

采用冷坩埚悬浮熔炼技术制备Nb、Mo合金化的TiAl基合金,研究合金在大气环境中的高温长时氧化行为。采用X射线衍射、扫描电镜及能谱分析研究氧化层的相结构、显微组织及与基体合金的界面特征,结合氧化动力学测试研究Nb、Mo对TiAl基合金高温抗氧化行为的协同效应。结果发现,Nb、Mo协同作用较单一元素合金化的TiAl合金具有更为优良的高温抗氧化性,连续致密且与基体良好结合的氧化膜可明显降低合金的氧化速率、减小氧化增重。Nb、Mo掺杂的TiAl基合金氧化层可阻止氧原子向内扩散,Nb、Mo的协同效应有助于改善TiAl基合金的高温抗氧化性。     

Fe3Al基合金在含SO2和SiO2颗粒高温气流中的冲刷腐蚀

研究了几种Ｆｅ３Ａｌ基合金的耐冲蚀性能。冲蚀试验在一个水平装置中进行,其内部通 含高浓度ＳＯ２和ＳｉＯ２颗粒的高温气流,结果表明,在在６００￣８００℃温度范围内,Ｆｅ３Ａｌ基合金的抗冲蚀性能明显优于镍基和钴基高温合金。ＳＥＭ观察表明,Ｆｅ３Ａｌ基合金的冲蚀过程是片屑的形成,对于镍基和钴基合金,冲蚀试验表面则呈现犁削形貌。加少量的钨钼或铌到Ｆｅ３Ａｌ基合金中能进一步提高合金的耐冲蚀性能。     

新型Co-Al-W合金高温氧化激活能研究

钴-铝-钨合金是一种由γ′-Co3(Al,W)相沉淀强化的新型钴基高温合金。测定了该合金在800和900℃下空气氧化增重动力学数据,通过线性拟合得到合金在不同温度下的氧化速率常数。根据氧化速率常数的Arrhenius关系,计算合金在800和900℃高温环境中的氧化激活能。研究发现,7.5W、9W和10.7W合金中9W合金氧化激活能最高;合金元素Mo、Nb、Ta和Ti加入之后,Co-Al-W合金的氧化增重和氧化激活能发生变化,由此可以预测该合金在高温环境中的抗氧化能力。     

CYCLIC OXIDATION BEHAVIOUR OF MICROCRYSTALLIZED CoCrAl COATING

An investigation was carried out of the resistance to cyclic oxidation of the as-castnormal-grained Co-30Cr-5Al alloy substrate at 1000℃ in air together with its sputteredcoating of microcrystallized CoCrAl alloy grains sized less than 0.5μm.Acoustie emissi oncounts showed that the initially formed Al_2O_3 scale on the bare alloy substrate cracked andspalled severely off after only one or two cycles on cooling and then the worse protective layerof Cr_2O_3 and CoCr_2O_4 spinel occurred on surface.While such substrate coated withsputtered microcrystallized CoCrAl alloy film was not damaged under oxidation even through100 cycles at 1000℃.In comparison with the normal-grained alloy,the microcrystallized al-loy,coating of similar constitution exhibite excellent resistance to oxide spalling on surface.     

Hot Corrosion Behaviors of Ni-14%Cr Alloys in Molten Sulfate

The corrosion behaviors and mechanism of Ni-14%Cr alloys in molten salt with Na2SO4 at 1000℃ was investigated by means of XRD analysis and SEM observation. Results show that the alloys were subjected to the accelerated corrosion in molten salt and the corrosion kinetic of the alloy obeys the parabolic law. On the other hand, the corrosion-resistance of the alloy could be improved significantly by increasing of chromium content. Corrosion products may be divided into three layers, i. e. NiCr2O4, CoCr2O4, CoN...     

Fe-Cr-Ni-Ti高温合金氧化动力学研究

研究了一种Fe-Cr-Ni-Ti铸造高温合金在700～300℃范围内10分钟～500小时的氧化动力学。氧化增重符合抛物线规律;氧化凹坑深度的发展符合直线规律。氧化激活能Q_(P1)=38kcal/mol,Q_(P2)=42kcal/mol。短时氧化膜富Fe、Ti、Cr,主要由Fe_2O_2、TiO_2和Cr_2O_2组成;长时间氧化层主要由NiTi O_3和Fe Cr_2 O_4组成。氧化过程中,阳离子空位相互结合形成空穴,穴长大连接成空穴带,它是氧化层剥落的裂纹源。不均匀氧化剥落凹坑是η-Ni_3Ti或γ′-Ni_2(Al、Ti)选择性氧化所致。较高的含Ti量阻碍Cr_2O_3的形成,促进了尖晶石类型氧化物的形成,使合金抗氧化性能下降。     

Al_2O_3和Y_2O_3改性的低温渗铬涂层的循环氧化和热腐蚀性能

采用在Ni基上复合电镀Ni—Al_2_O3和Ni-Y_2_O3复合涂层后在800℃下扩散渗铬的方法,分别制备了Al_2O_3和Y_2_03改性渗铬涂层。采用相同的工艺在单Ni镀层上直接渗铬,获得一种不含氧化物粒子的渗铬涂层。分析了Al_2O_3和Y_2O_3影响渗铬涂层的氧化和腐蚀性能的机理。组织结构分析表明,Al_2O_3和Y_2O_3能明显抑制在渗铬过程中涂层品粒的长大。800℃循环和75％Na2SO4＋25％NaCl混合盐腐蚀试验结果表明：与在单Ni镀层上直接渗铬相比,A1203和Y_20_3改性的渗铬涂层所具有的细晶结构促进了保护性氧化物形成元素Cr沿晶界向氧化前沿的快速扩散,从而有利于致密保护性Cr_2O_3氧化膜的快速形成,使得改性的渗铬涂层表现出更优异的抗循环氧化和混合盐热腐蚀性能。     

TIME-DEPENDENT FATIGUE AND ITS MICROMECHANISM OF SUPERALLOY GH169 UNDER OXIDATION

The time-dependent fatigue and its micromechanism of superalloy GH169 at 650℃ have beenstudied.Under the same stress and duration,its cyclic life in Ar is shorter than that in air.Thedamage mechanism is mainly of the interaction between high temperature oxidation and fa-tigue.The fracture surface of GH169 specimen oxidized at 650℃ in air is revealed to be cov-ered with a dense and even oxide film,but in Ar,with uncontinuous oxide particles.As thetime prolonged,the Cr_2O_3 content in the surface oxides increases in air and decreases in Ar.     

XPS STUDIES OF OXIDATION BEHAVIOR OF NICKEL AND THERMAL STABILITY OF SURFACE OXIDES

Surface oxidation of polycrystalline nickel foil in air and pure water at different temperaturesand the thermal stability of the surface oxides have been investigated by means of XPS.In ad-dition to NiO,Ni_2O_3 is formed especially after long periods of air exposure.Nickel surfacesare much less reactive to pure water than to air.The thermal stability of the surface oxides isrelated to oxidative temperature.The surface species of oxides formed by air exposure attemperatures below 120℃ can be reduced into nickel metal after heating the sample in vacuumat 300℃ for only 10 minutes (in the case of room temperature) to 1 h (in the case of 120℃).This reduction is caused by reaction with surface carbon contaminants.However,the surfacespecies of nickel oxides formed by air exposure with heating at temperatures above 200℃ cannot be reduced into metal after heating the sample in vacuum at 300℃ for 1h.     

Ce对Fe-Cr合金高温氧化行为的影响

Fe-15Cr 和 Fe-30Cr 合金在1000至1200℃空气中氧化时,表面富铁氧化伤的发展导致保护性Cr_2O_3层衰退,氧化速率增大。添加 Ce 可延迟衰退过程的发生,从而大幅度减低氧化速率。随氧化温度和合金成份变化,Cr_2O_3层衰退的开始时间和发展特征随之改变,Ce 对氧化行为的影响因而呈现出规律性的变化。研究发现,合金中 Cr 的内氧化使 Cr_2O_3层形成小舌包卷合金并使其氧化成富铁氧化物。这是Cr_2O_3层衰退的原因之一。含 Ce 合金中 Ce 的优先内氧化则降低自氧化层进入合金的氧浓度,抑制Cr 的内氧化。氧浓度降低还能促进 Si 的内氧化物在氧化层/合金界面集聚。     

OXIDATION BEHAVIOR OF KOVAR ALLOY IN CONTROLLED ATMOSPHERE

Controlled oxidation experiments were performed on Kovar alloy by changing oxidation atmosphere, temperature, and exposure time to produce films with different oxide type and thickness. The results indicated that single Fe3O4 and single FeO were respectively obtained when Kovar alloy was oxidized in N2-2.31%H2O-0.95%H2 at 500℃ and in N2-2.31%H2O-0.5%H2 at 1000℃, and all kinetic curves followed linear relation; mixed oxides of FeO and Fe3O4 formed when Kovar was oxidized in N2-2.31%H2O at 1000℃and parabolic kinetics were obeyed. Analysis of metallographic cross section of oxides indicated that oxygen diffusion inward through the oxide scale is responsible for intergranular oxide, which had formed beneath the oxide scales when the oxide products were mixed oxides of FeO and Fe3O4, and which did not occur when the oxide was single FeO or Fe3O4. The oxidation model was also established.     

熔盐电解脱氧制备TiV合金

在CaCl_2熔盐中电解混合氧化物合成TiV合金.电解电压为3.0～3.2 V,电解温度为900 ℃,钛、钒混合氧化物作为阴极,石墨棒作为阳极.初步研究了电解原理.结果显示,反应过程是混合氧化物逐步还原生成组分可控的TiV合金.还原经历了从优先生成钛到逐步形成TiV合金的合金化历程.中间产物包括CaTiO_3、钒和钛的低价氧化物.     

OXIDATION BEHAVIOR OF Ni_3Al AND NiAl ALLOYS CONTAINING Fe ADDITIONS

ＯＸＩＤＡＴＩＯＮＢＥＨＡＶＩＯＲＯＦＮｉ_３ＡｌＡＮＤＮｉＡｌＡＬＬＯＹＳＣＯＮＴＡＩＮＩＮＧＦｅＡＤＤＩＴＩＯＮＳＪ．Ｔ．Ｇｕｏ;Ｓ．Ｈ．Ｗａｎｇ;Ｈ．Ｌｉ;Ｗ．Ｈ．ＬａｉａｎｄＭ．Ｈ．Ｔａｎ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈ,Ｃ?..