Cu30Ni10Cr8Al2Zr合金的组织结构与高温氧化行为

利用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等分析方法研究了Cu30Ni10Cr8Al2Zr合金的组织结构及其在700,800和850℃空气中的高温氧化行为。结果表明:合金的铸态组织较粗大,合金的相结构主要由α-Cu固溶体相和β富Cr相组成,在晶界上存在Zr的偏聚。950℃均匀化退火2 h后晶粒得到细化。当氧化试验温度为700℃时,合金表面生成了主要由Cu,Ni组成的不完全氧化物膜,并且有少量"棉絮状"复合氧化物析出;该温度下合金的氧化动力学符合抛物线规律。当氧化试验温度为800,850℃时,合金表面形成了连续、致密的Al2O3保护膜,在氧化膜和合金基体之间形成了一层富Cr的内氧化层;氧化层与基体之间结合紧密,氧化层厚度随试验温度的升高而增大,在800,850℃温度下合金的氧化动力学符合立方抛物线规律。综合分析表明合金在800和850℃下均具有良好的高温抗氧化性。     

TC4合金特高温下的氧化行为研究

通过Gleeble-1500热模拟机研究了特高温下TC4合金的氧化行为。结果表明，1300℃以上的氧化随着氧化温度的升高和保温时间的延长，氧化增重持续增加，并远远大于1150℃时的氧化增重：氧化产物中的V2O5具有挥发性，在合金的外表层无法形成保护性的Al2O3氧化膜，次外层中TiO2氧化膜和Al2O3氧化膜在低于1150℃温度时有一定的抗氧化作用，在1300℃以上形成的氧化膜以疏松的TiO2为主。     

Nb-Ti-Al合金及其硅化物涂层的高温氧化行为

采用电子束和真空自耗电弧熔炼法制备Nb-40Ti-7Al(质量分数,%)合金,利用料浆熔烧法在合金表面制备Si-Cr-Ti涂层,研究在1 400℃下合金与涂层的氧化行为。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及电子探针微区分析(EPMA)研究基体与涂层氧化前后的组织形貌变化及成分分布。结果表明:Nb-40Ti-7Al合金在1 400℃氧化1～11 h后,氧化产物均主要为TiNb2O7、TiO2、Al2O3;氧化前,涂层主要由(Nb,Ti,Cr,Al)Si2主体层与(Ti,Nb,Al)5Si3过渡层组成,高温氧化后涂层表面形成含有Al2O3、TiO2的SiO2阻挡层;合金与涂层的氧化行为均遵循抛物线规律,合金在1 400℃氧化11 h的单位面积质量增量为161.98 mg/cm2,而涂覆涂层后单位面积质量增量降至9.56 mg/cm2,表明Si-Cr-Ti涂层具备良好的高温抗氧化性能。     

定向凝固合金DZ466在涂 NaCl/Na2 SO4盐条件下热腐蚀行为

采用涂Na Cl/Na2SO4盐方法研究了DZ466合金在850℃和950℃条件下热腐蚀行为.结果表明:合金的腐蚀层包括三个区域,最外层为(Ni,Co)O氧化物层,次外层为尖晶石结构氧化层(Ni,Co)Cr2O4,内层为内腐蚀层,850℃时该层为Ni3S2,而950℃时除Ni3S2外,在靠近次外层还形成内氧化Al2O3;在850℃和950℃时合金的热腐蚀机制相同,氧化膜连续性的破坏,是合金遭受热腐蚀的主要原因;热腐蚀增重曲线均符合抛物线规律,其速率常数分别为3.1×10-11g2·cm-4·s-1和1.5×10-9g2·cm-4·s-1,热腐蚀激活能分别为179.2 k J·mol-1和138.3 k J·mol-1.     

TA32钛合金高温连续氧化行为研究

采用氧化增重法研究了表面有/无喷涂氮化硼高温润滑剂的TA32钛合金在热成形温度为750～850℃范围内的氧化行为,通过SEM和EDS等微观分析方法对氧化层的表面形貌和成分、截面厚度和成分进行分析,并对氧化机理进行探讨。结果表明,氧化温度、时间和氮化硼润滑剂是影响TA32钛合金氧化行为的重要因素。在750～850℃其氧化速率均符合直线-抛物线规律,800℃以上氧化剧烈且发生氧化膜脱落现象;在高温下其氧化膜随着时间逐渐增厚,氧化物由颗粒状变为短棒状和针状,氧化皮逐渐变得疏松多孔。氮化硼润滑剂对TA32钛合金有很好的氧化保护作用,其表面氧化层成分为Ti O2、Al2O3和Ti3Al。     

纯钛表面多步合成Ti-Al梯度抗氧化涂层

以TA2工业纯钛为基体材料,通过微弧氧化技术及磁控溅射技术在TA2基体表面分别制备了氧化钛薄膜和金属铝涂层,从而形成Ti/TiO2/Al结构试样,然后进行500℃×4 h的真空扩散热处理,研究了TA2纯钛基体表面Ti、Al元素梯度过渡的复合抗氧化涂层的形成机制,以及涂层在700℃下的循环氧化性能。结果表明,Ti/TiO2/Al试样中的金属Al涂层在500℃的真空热处理过程中,不仅能够扩散至Ti基体内形成Ti-Al系列金属间化合物,而且能与TiO2中间层发生化学反应形成TiAl3+Ti Al+Al2O3复合涂层。TA2纯钛基体表面形成Ti-Al梯度抗氧化涂层后,在700℃大气环境中循环氧化50次后的氧化增重仅为无涂层试样的1/10。     

GH4720Li合金高温氧化行为研究

采用静态增重法测定了GH4720Li合金在650~900℃的氧化动力学,并利用SEM、EDS和XRD手段分析了不同温度下氧化膜的组成及结构,据此对GH4720Li合金的氧化机制进行了研究。结果表明,GH4720Li合金在900℃以下属完全抗氧化级。750℃以下,GH4720Li合金的氧化速率随温度升高缓慢增加,氧化膜主要由(Cr0.88Ti0.12)2O3和Cr2Ni O4组成;超过750℃,合金的氧化速率显著增加,氧化层主要由(Cr0.88Ti0.12)2O3和Ti O2组成。Ti的含量沿氧化层厚度方向由里向外逐渐增加,而Cr的分布规律正好相反。合金氧化动力学遵循抛物线规律,氧化机制由初始表面生成反应控制转变为扩散机制控制。     

Ti6Al4V合金表面热氧化/真空扩散处理及耐磨性研究

Ti6Al4V合金经800℃、1 h和900℃、15 min热氧化后,分别进行850℃、20 h真空扩散,并将900℃、15 min热氧化+850℃、20 h真空扩散后的试样在25℃和400℃下进行磨损试验,比较真空扩散后的显微硬度分布及处理前后的磨损量,通过XRD、SEM、EDS等分析手段对氧化、氧化/扩散及磨损后的结构和形貌进行测试分析。结果表明:Ti6Al4V合金经热氧化后,表面形成钛氧化物,再经真空扩散后,TiO2发生了分解,在表层和基体间形成了氧扩散层,增加了两者间的结合力,产生了硬化效应,同时形成一定数量的Al3Ti,在不同温度和载荷下,磨损量均比未处理试样的小;经900℃、15 min热氧化+850℃、20 h真空扩散后的Ti6Al4V合金,耐磨性可得以显著提高。     

镍基高温合金的氧化行为研究进展

概述了镍基高温合金的氧化行为及主要研究方法.目前最广泛使用的氧化行为研究方法为静态增重法、静态减重法和循环氧化法.该类合金的氧化动力学曲线主要遵循抛物线规律,偶见直线规律、立方规律和对数规律.氧化产物一般为分层结构,对于高Cr/Al比的镍基合金,其外氧化层以Cr2O3、NiO、NiCr2 O4、TiO2为主,内氧化层多...     

铸造镍基高温合金K35的高温力学和高温氧化行为

研究了某燃气轮机动力涡轮叶片材料K35合金的高温拉伸、蠕变和持久以及氧化动力学行为.结果表明,在室温至950℃的温度范围内,K35合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率等瞬时拉伸性能与IN738合金相当,但K35合金的成本远低于后者.K35合金的高温蠕变曲线表现为较短的减速阶段和加速阶段以及非常长的稳态阶段.在900℃、150～200MPa条件下的表观应力指数值是13,说明K35合金具有较高的蠕变抗力.TEM观察表明,K35合金的蠕变变形机制受控于位错通过球形γ'相的Orowan绕越过程.SEM观察表明K35合金的蠕变断裂是一个沿晶破坏过程,蠕变断裂特性服从Monkman-Grant规律.在同一温度下,K35合金的高温比强度与IN738合金相当.K35合金800℃的高温氧化动力学曲线服从抛物线规律,属于完全抗氧化级.K35合金的表面氧化膜以Cr2O3为主,也含有少量的NiCr2O4尖晶石和TiO/TiO2相.K35合金在高温氧化期间发生沿晶界或枝晶间的内氧化行为.氧化层分为3部分,分别是疏松的氧化外层,致密的氧化内层和内氧化层.     

铁-镍-钴-基3种高温合金的恒温氧化行为

研究了铁基合金GH1140(%:0.08C、21.60Cr、37.42Ni、2.31 Mo、1.63W、0.44Al、0.91Ti)、镍基合金GH4098(%:0.02C、18.52Cr、5.92Co、5.81W、3.96Mo、2.74Al、1.19Ti、0.10Fe)和钴基合金GH5605(%:0.10C、19.92Cr、10.55Ni、15.16W、1.77Mn、0.52Fe)在750～950℃100h的静态氧化行为。结果表明,在750～900℃,3种合金中GH4098抗氧化性最佳,GH1140最弱;950℃,GH5605抗氧化性最佳,GH1140最弱。GH1140的氧化膜组成主要为Cr₂O₃+少量(Fe+2Cr₂O₄),GH4098为(Cr₂O₃+NiCr₂O₄)+少量NiO,GH5605为Cr₂O₃+Co₃W+ CrMn₂O₄。     

温度对含V和Ti生铁高温氧化性能的影响

摘要：为研究温度对含V、Ti生铁高温氧化性能的影响规律,采用静态不连续增重法绘制了氧化动力学曲线,并结合SEM-EDS和XRD检测手段,分析了含V、Ti生铁的高温氧化机制。结果表明,含V、Ti生铁的氧化增重与时间呈线性关系,900℃后氧化速率会迅速上升;高温下生成的氧化层为双层结构,表层主要氧化物为Fe2O3,外氧化层为连续的Fe2O3和TiO2的混合氧化物,内氧化层主要由V2O3组成;Ti在氧化层中扩散速率较快,随着氧化层变厚,TiO2逐渐从片层状氧化物中富集成团状。当氧化温度高于900℃后,TiO2能够破坏表层氧化物的连续性,导致含V、Ti生铁氧化层疏松脱落。     

铝对铁素体耐热不锈钢高温氧化行为的影响

 为了探究不同铝含量对X10CrAlSi18铁素体耐热不锈钢高温氧化行为的影响,采用恒温氧化方法对0.63%Al 和1.06%Al(质量分数)两组钢在700 ℃空气下进行高温氧化研究,测定和计算了氧化增重和平均氧化速率,观察分析了氧化形貌与氧化物相组成。结果表明,两组钢均达到了完全抗氧化级别,但1.06%Al钢的氧化增重和氧化速率均小于0.63%Al钢,表现出较好的抗高温氧化性;两组钢氧化膜均由3层组成,内层为Al₂O₃和SiO₂,中间层为Cr₂O₃和Fe₂O₃,外层则为MnCr₂O₄和FeMn₂O₄;随着铝含量的增加,氧化膜较为连续、致密,且与基体之间附着性较好,同时内氧化明显减少。     

渗硼工艺对汽车用45CrNiMoV热锻模具钢性能的影响

研究了850～950℃3～6 h渗硼处理的汽车发动机曲轴锻造用模具钢的显微硬度、冲击韧性、耐磨性能以及物相组成和微观结构。研究结果表明,925℃渗硼4 h后的样品性能较优,模具钢渗硼层最大HV显微硬度值1712,渗层厚度58.6μm,400℃和24℃冲击韧性值分别为39 J·cm^-2和27 J·cm^-2,90 min摩擦试验后的磨损量6.7 mg。物相组成显示渗硼层主相为Fe₂B,显微结构中可以明显看见渗硼后的渗硼层、过渡层以及基体。     

钛及钛合金热氧化行为研究

对TA2纯钛和TA18钛合金试样在500～850℃温度范围内进行热氧化处理,采用静态增重法研究氧化速率,并采用XRD分析表层氧化物物相,探讨合金元素对热氧化动力学的影响机理。结果表明,TA2纯钛和TA18钛合金氧化增重都随温度提高而增大,在相同的热氧化温度和时间下,TA18钛合金的单位面积氧化增重曲线比TA2纯钛的平缓,增重比TA2纯钛慢;TA18钛合金的抛物线速率常数比TA2纯钛小,即TAl8钛合金的抗氧化性比TA2纯钛更好。TA2纯钛在600℃和700℃氧化的抛物线速率常数分别为1．24774×10、6．75902×10-2mg2·cm-4·h-1;TA18钛合金在600℃和700℃氧化的抛物线速率常数分别为7．853×10、3．66128×10-2mg2·cm-4·h-1。TA18钛合金抗氧化性比TA2纯钛更好的原因是：TA18钛合金氧化层由TiO2和A12O3组成,TA2纯钛氧化层完全由TiO2组成,A12O3比TiO2更致密,具有更好的阻挡氧向内层渗透的作用。     

铝对抗磨耐热钢抗氧化性的影响

 研究了不同铝含量的Fe 25Cr 20Ni在900 ℃、1000 ℃和1100 ℃的高温氧化行为。其中,Fe 25Cr 20Ni 472Al在900 ℃、1000 ℃和1100 ℃时的平均氧化速度比Fe 25Cr 20Ni分别降低47.14％、58.14％和17.49%。X射线衍射分析结果表明,氧化膜主要为Fe、Cr的氧化物和尖晶石（NiCr2O4、FeCr2O4）,其中在Fe 25Cr 20Ni 472Al合金中检测到了Al2O3。对氧化后试样截面进行扫描电镜观察和能谱分析,结果表明,不含铝以及铝的质量分数为1.68%和7.10%的试样氧化后氧化膜分为两层：即厚度较为均匀,存在较多的破碎、剥落的外层和外层与基体之间的较为致密,但存在空穴的内层;铝的质量分数为4.72 %的试样氧化膜较为致密,基本无剥落,分层现象不明显,生成的Al2O3存在于氧化膜的最外层,有效防止了材料的进一步氧化。     

60Si2MnA弹簧钢盘条脱碳层控制工艺的优化

60Si2MnA弹簧钢ø9ø12 mm盘条的生产流程为100 t BOF-LF-VD-150 mm×150 mm坯连铸-高速线材轧制工艺。讨论了脱碳机理和分析了脱碳的影响因素。通过适当降低二加热段温度,提高均热段温度,铸坯总加热时间由2.7 h降至1.5 h,控制加热炉内氧含量3%5%,开轧和吐丝温度分别从（1000±20）℃和（850±15）℃降至（950±20）℃和（820±20）℃,减少727℃以上温度的风冷时间等工艺措施,使60Si2MnA弹簧钢盘条的全脱碳层由0.072 mm降至0,总脱碳层由0.142 mm降至0.063 mm,弹簧的疲劳寿命由17.7万次提高到23.2万次。     

高钒耐磨合金在不同冷却方式下的高温氧化行为

研究了950℃高温下高钒耐磨合金的高温氧化行为,并研究了在随炉冷却和空冷两种不同冷却方式下的氧化增重与开裂行为.结果表明:氧化初期材料表面发生“暂态氧化” ,所有元素均参与氧化反应,随后在炉冷时氧化增重比空冷时的氧化增重要大的多,当氧化8 h后单位面积氧化增重分别为82.7 mg·cm-2与39.1 mg·cm-2,炉冷与空冷氧化增质量相差一倍多.虽然在基体/氧化层界面形成了能起到一定保护作用的50~200 nm厚Cr₂O₃致密氧化层,但同时也存在疏松氧化层;而炉冷时样品以生长应力为主,氧化层发生“翘曲”现象,但较少引起氧化层脱落.然而空冷时冷却速度较大,氧化层内易产生较大热应力,致使氧化层较易开裂或者脱落.      

高强度低合金钢Q420N轧制工艺优化实践

试验高强度低合金钢Q420N(/％:0.16C,0.28Si,1.39Mn,0.015P,0.003S,0.11Cr,0.009N)的生产流程为120 t转炉-LF精炼-RH真空脱气-连铸300 mm×340 mm方坯-热连轧成Φ90 mm棒材.试验研究了普通轧制工艺(开轧1100～1150℃,终轧950～1000℃,...