Fe-Al-Cr合金在含锌蒸汽的低氧压中预氧化后的表面形貌

在900、950和1 000℃含Zn蒸汽的低氧压下对4种Fe-Al-Cr合金进行了预氧化实验,时间为1~5 h。Zn/Zn O粉末加热后提供的氧压在10-21~10-18 MPa之间。结果表明:经1 000℃预氧化1 h,Fe-1.2Al-2Cr合金表面的组织是Zn M2O4(M∶Al+Cr)+Zn O+α-Fe,Fe-2Al-3Cr及Fe-3Al-4Cr合金的表面组织是Zn M2O4+α-Fe,Fe-3Al-6Cr合金的组织是Zn M2O4+M2O3。合金中随Al、Cr元素少量的增加,表面氧化物增加,其中的Al含量快速增加;表面褶皱程度降低,突出的α-Fe相数量减少,向圆粒状转变。延长预氧化时间与提高预氧化温度都可以使表层的α-Fe相减少,氧化物面积增加。Zn在试样表面分布均匀,会渗入α-Fe相,会与表层的铝铬氧化物反应生成Zn M2O4相。     

含铝奥氏体耐热钢的高温抗氧化性能

以Fe-18Cr-30Ni为基础,添加不同含量的Al设计了4组新型奥氏体耐热钢。利用氧化质量增加法研究了4组新型奥氏体耐热钢在700、800和900℃下空气中的氧化行为,绘制了氧化动力学质量增加曲线,并利用XRD、SEM和EDS对氧化膜的表面形貌及结构进行了表征。结果表明,1~3号钢在900℃时均形成了较为致密的Al2O3内层氧化膜,合金表面生成的复合氧化膜由内到外依次为Al_2O_3、(Al_(0.9)Cr_(0.1))_2O_3、尖晶石氧化物Fe(Cr,Al)_2O_4;1号钢氧化过程中还形成了富(Cr,Fe)的混合氧化物,降低了Al_2O_3氧化膜的连续性;4号钢900℃并没有形成致密的Al_2O_3内层氧化膜,生成的复合氧化膜由内到外依次为(Al_(0.9)Cr_(0.1))_2O_3、尖晶石氧化物Fe(Cr,Al)_2O_4。     

新型含铝奥氏体耐热钢高温氧化行为

对新型含铝奥氏体耐热钢分别在700、800和900℃下进行了循环氧化试验,并采用增重法研究了高温氧化动力学曲线,结合扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)系统地表征氧化膜层的元素、结构和形态。结果表明:该新型耐热合金氧化动力学曲线遵循抛物线规律; 700℃氧化膜主要由C_r2O_3和Fe_2O_3的混合氧化物与少量Al_2O_3构成;800和900℃氧化膜由内层的Al_2O_3和亚表层的(Cr,Al)_2O_3与表层的尖晶石结构的Fe(Al,Cr)_2O_4构成。     

Fe-Cr-Al-Si铁素体耐热钢组织结构与抗氧化性

研究了Fe-Cr-Al-Si轻质耐热钢的组织结构及抗氧化性能,结果表明:铸态的Fe-9Cr-5Al-0.5Si-0.02N-0.03C钢的晶粒直径达到0.5 mm,晶粒粗大的原因主要是原子扩散系数大,晶粒长大速度大,又没有奥氏体铁素体相变的细化晶粒作用。钢在800℃的空气中平均氧化速率为0.0685 g·h~(-1)·m~(-2),达到了完全抗氧化级别;随着氧化温度增加,钢的表面氧化膜由Fe、Al、Cr的化合物、低价态氧化物转变为以Al_2O_3为主的高价态氧化物;氧化膜中Fe_2O_3呈圆圈层规则排列在岛状的Al_2O_3组织上,是由于在高温下铁、铝、氧的复杂的氧化还原反应造成的。     

Cr18Ni30Mo2Al3Nb合金的高温抗氧化性能

采用称重法测得Cr18Ni30Mo2Al3Nb合金在不同温度下的高温氧化动力学曲线。结果表明,该合金的氧化曲线遵循抛物线氧化规律,具有优良的抗氧化性能。利用扫描电镜、X射线衍射的方法对氧化膜表面形貌及结构进行研究,该合金在3个温度下氧化膜完整致密,700℃氧化膜主要由Fe和Cr的混合氧化物(Fe0.6Cr0.4)2O3和少量Al的氧化物组成;800℃氧化膜主要是Al和Cr的混合氧化物(Al0.9Cr0.1)2O3和少量Al2O3及少量Fe的氧化物;900℃氧化膜主要是(Al0.9Cr0.1)2O3和Al的氧化物,还含有少量Fe(Cr,Al)2O4和MnFe2O4。     

Fe-Cr系耐热合金高温抗氧化性能的研究

制备了以Cr、Al、Si及适量的稀土元素为主要耐热合金元素的新型高碳、高铬Fe-Cr系耐热合金55Cr18Al3Si2VRE。结果表明,新合金55Cr18Al3Si2VRE的显微组织为铁素体组织;在模拟高温工况条件下,新合金形成的氧化膜主要以Al_2O_3、Cr_2O_3、SiO_2、Fe_2O_3以及含有Al、Fe元素所形成的氧化物组成;该工况条件下的扫面电镜(SEM)照片显示,氧化膜均匀致密。氧化质量增重试验结果也表明新合金具有较好的高温抗氧化性能。     

预氧化处理对MP35N合金高温氧化行为的影响

目的 探索并优化合金成分、工艺以获得致密稳定的预氧化膜,提高合金抗氧化能力。方法 利用非自耗真空电弧炉熔炼合金,在真空容器中加热金属及其氧化物粉末获得平衡氧压。通过莱茵装置进行预氧化实验。通过FactSage计算Co-Ni-Cr-Mo-Al-Si体系的合金组织相图及其氧化相图,利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜对预氧化的试样进行物相分析。结果 在1000℃、10^–17atm氧压下预氧化,未含Si的MP35N合金表面出现Cr₂O₃氧化物;随着Si添加量的增加,表面氧化物变为(Al,Cr)₂O₃,以Cr₂O₃为主,内氧化物为Al₂O₃;当Si含量(质量分数)为3%时,内部形成了近乎连续的带状Al₂O₃氧化膜。在1 000℃、10^–25 atm氧压下,合金表面形成连续的Al₂O₃膜;...     

低氧压预氧化对FeCrAlSiY合金耐LBE熔液腐蚀性能的影响

为进一步提高核反应堆系统的结构材料 Fe-Cr 基合金抗 LBE 腐蚀的性能,对其进行成分优化和表面处理十分重要。 对 Fe-12Cr-xAl-2Si-0.6Y 合金进行低氧压预氧化试验,分析并讨论氧分压和 Al 含量对合金预氧化产物的影响,并研究预氧化前后的合金在 LBE 合金熔液中的耐腐蚀性能。结果表明,Fe-12Cr-2Al-2Si-0.6Y 合金在不同氧分压下进行预氧化后生成的表面氧化物均以 Al2O3 为主,氧分压越大,合金表面发生选择性氧化速度越快。不同 Al 含量的 Fe-12Cr-xAl-2Si-0.6Y 合金在 10^?15 atm(1 atm=0.101 3 MPa)氧分压下进行预氧化,随着 Al 含量的增加,合金表面氧化物由以 Cr₂O₃为主逐渐变为以 Al₂O₃ 为主,还混合有少量复合氧化物。进行低氧压预氧化处理能有效提高合金在 450 o C 的 LBE 合金熔液中的耐腐蚀性能。研究成果可为设计和开发耐 LBE 熔液腐蚀的 FeCrAlSiY 合金提供参考,促进该体系合金在核电工业领域的运用。     

含铝奥氏体耐热钢的高温氧化性能

以Fe-18Cr-30Ni为基础,添加不同含量的Al设计了4组新型奥氏体耐热钢。利用氧化质量增加法研究了4组新型奥氏体耐热钢在700、800和900 ℃下空气中的氧化行为,绘制了氧化动力学质量增加曲线,并利用XRD、SEM和EDS对氧化膜的表面形貌及结构进行了表征。结果表明,1～3号钢在900 ℃时均形成了较为致密的Al2O3内层氧化膜,合金表面生成的复合氧化膜由内到外依次为 Al2O3、(Al0.9Cr0.1)2O3、尖晶石氧化物Fe(Cr, Al)2O4;1号钢氧化过程中还形成了富（Cr, Fe）的混合氧化物,降低了Al2O3氧化膜的连续性;4号钢900 ℃并没有形成致密的Al2O3内层氧化膜,生成的复合氧化膜由内到外依次为 (Al0.9Cr0.1)2O3、尖晶石氧化物Fe(Cr, Al)2O4。     

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.      

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

钢材打捆机控制系统智能化技术的研究

钢材打捆机是一种用于轧钢精整工艺的新型自动化设备，其控制系统基于SiemensS7 PLC和TP7触摸屏。系统的智能化技术主要包括：液压高低压自动控制、在线监视、离线故障检测、多台设备协同工作、可视化人机交互技术。本文描述了这些技术的原理与实现方法。     

Prospects of the Use of Synergetic Approach to Solution of Problems of the Science of Nanomaterials

A synergetic approach to solution of problems of self-controlled synthesis of nanostructures and creation of self-organizing nanotechnologies is considered in connection with the superproblem of creation of materials with functional properties resembling those of biosystems. __________ Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 7, pp. 55 – 61, July, 2005.     

Kinetics of the oxidation of metals — Influence of self-diffusion of metal

The importance of the self-diffusion of a metal during its oxidation by a gas is treated for the cases of nonstoichiometric oxides having either interstitial cation or cation vacancies. We have established a general relationship for the reaction rate when a mixed diffusion process occurs. From this relationship, we have shown that the pressure dependence can be different, according to whether the rate-determining process is the self-diffusion through the metal or through the product.