30CrMo钢表面脱碳试验

 在实验室模拟CSP工艺的加热条件,对30CrMo钢进行试验,用金相法测量脱碳层厚度,用失重法对30CrMo钢的氧化层厚度进行估算,结合氧化烧损研究了加热温度和保温时间对30CrMo钢的实际脱碳层厚度的影响规律。结果表明,在试验气氛为（体积分数,%）CO216.5、O20.8、H2O13、N269.7,加热温度范围为1 000～1 150 ℃时,30CrMo钢的实际脱碳层厚度随着加热时间的增加而增加,低于1 050 ℃时,脱碳层厚度随着温度升高而增加,高于1 050 ℃时,脱碳层由于氧化加剧而减少,1 050 ℃为脱碳敏感温度。     

TA15钛合金高温氧化行为

研究TA15钛合金在750~950℃,空气中氧化1~150 h的氧化动力学规律,采用SEM、XRD及EPMA测试技术分析该合金氧化层的显微组织形貌、相组成和复合结构,并对氧化膜的生成机理进行探讨。结果表明:合金在750、850和950℃温度下的氧化行为均符合抛物线规律,但在950℃以上随氧化温度的升高和保温时间的延长,氧化质量增加值持续升高,并远大于750℃和850℃时的氧化质量增加。750℃和850℃下氧化150 h后,合金氧化层结构为TiO2/Al2O3/TiO2/基体;950℃下氧化150 h后合金的氧化层结构为TiO2/Al2O3/TiO2/Al2O3/TiO2/Ti3Al/基体。     

蒸汽温度对G115钢氧化行为的影响

研究了马氏体耐热钢G115在600~700℃的蒸汽氧化行为。通过对氧化增重的测量得到了不同温度下的氧化动力学曲线。采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)及其附带的能谱仪(EDS)对氧化皮的形貌和结构进行了分析。氧化增重结果表明,G115钢600℃的氧化速率显著低于650和700℃。650℃前150 h的氧化增重比700℃低,后期反而比700℃的氧化增重更高。氧化皮形貌和结构的观察结果表明,600℃形成的氧化皮由氧化皮外层、氧化皮内层和内氧化区组成,氧化皮中无明显的富Cr层。在650和700℃氧化时,早期的氧化皮中含有内氧化区,但内氧化区随着氧化时间延长而逐渐消失,外氧化的富Cr在氧化皮/基体界面附近形成。700℃时内氧化区向外氧化层的转变比650℃更快。升高温度一方面使扩散系数提高而加速整体氧化速率,另一方面降低了外氧化转变所需的Cr临界值而促进外氧化富Cr层形成,进而延缓氧化。总的来说温度对G115钢的蒸汽氧化行为具有复合影响。     

AlFeCrCoCu多组元高熵合金组织与性能的研究

研究了真空电弧熔炼AlFeCrCoCu多组元高熵合金的组织结构及其在900、1 000、1 100、1 200℃下的高温氧化性能和硬度。研究表明,AlFeCrCoCu合金为典型的枝晶结构,合金成分偏析严重,Cu富集在晶间形成FCC相。合金熔点为1 380℃左右,1 050℃左右晶间富Cu相开始熔化。合金具有很强的抗高温氧化能力,加热到800℃左右质量几乎保持不变。氧化实验结果表明,合金在晶间富Cu相熔点(1 050℃)以下具有很强的抗氧化能力,而在此温度以上合金表面氧化较为严重。合金氧化表面的XRD和EDS分析结果表明,合金在高温氧化过程中生成了一层Al2O3薄膜,阻止了合金的进一步氧化。此外,合金具有较强的硬度,且于1 100℃和1 200℃氧化后的合金硬度高于铸态合金。     

TC4钛合金板带高温成形性能研究

以TC4钛合金板带为研究对象,重点对其高温下的强度和热导率以及表面氧化皮等进行试验研究和分析.TC4钛合金的屈服强度和抗拉强度以及屈强比均随温度的升高而降低.所测合金的比热容范围为0.61~1.14J/(kg·K),热辐射系数为0.58.TC4合金表面氧化缺陷层主要由外侧含氧量较高的氧化皮和内侧的富氧层组成.随加热温度的升高和保温时间的延长,富氧层会向合金基体延伸使其氧化层厚度增加.在较高的应变速率和较低的变形温度下,TC4合金的变形抗力增加明显.应力-应变曲线随应变速率的降低由加工硬化型向动态再结晶型转变,变形温度越高其发生动态再结晶的临界变形量越小.     

TC4钛合金的表面氧化及其对疲劳性能的影响

将TC4钛合金在300~850℃下进行了热处理,研究了不同温度处理后材料表面氧化层的特征变化和表面氧化层对材料疲劳性能的影响。结果表明,随温度的升高,氧化层的颜色发生了变化,氧化层的厚度增加,550℃后增加速度明显加快;试样在空气中经过800℃×3 h热暴露后,疲劳强度降低了约200 MPa。     

SiC颗粒的氧化行为研究北大核心

研究了SiC颗粒在氧化温度分别为1000、1100、1200和1300℃、保温时间分别为2、4、6和8 h的氧化行为,采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了SiC颗粒氧化前后的形貌和物相变化,根据质量守恒推导了氧化层(SiO_(2))厚度的计算公式。研究结果表明:当氧化温度低于1200℃时,氧化速率主要受氧化温度控制;当氧化温度高于1200℃时,氧化前期的氧化速率主要受氧化时间控制。氧化温度为1000℃时,氧化后SiC颗粒形貌变化不明显,且氧化产物为不定形相;氧化温度为1200℃和1300℃时,SiC颗粒表面钝化现象明显,无定形SiO_(2)逐渐转化为方石英晶体。以质量守恒建立的氧化层厚度计算公式可以较好的预测氧化后氧化层的厚度。     

富氧燃烧气氛中钢坯的氧化过程

为了研究在冶金轧钢加热炉富氧燃烧条件下炉内钢坯的氧化状况,自行设计搭建了可控气氛钢坯传热传质过程实验平台,研究富氧燃烧气氛对钢坯氧化传质的影响规律及不同温度下氧化层的形貌特征.结果表明:钢坯的氧化过程可以分为快速氧化阶段和慢速氧化阶段.在高温环境中,随着氧化温度的提高,CO₂和H₂O的浓度变化对钢坯氧化的影响逐渐加强,随着CO₂和H₂O浓度的提高,钢坯的氧化烧损程度也变得越来越严重.钢坯氧化层主要是由Fe₃O₄和FeO组成.      

铌对65SiCrV6弹簧钢氧化增重的影响

 铌对Si-Cr-V系弹簧钢强度和脱碳层特征的影响已受到较多关注,但铌对该系弹簧钢氧化增重影响的研究还较少。以65SiCrV6弹簧钢为研究对象,在其中添加质量分数约0.017%的铌(65SiCrV6Nb)。采用SEM+EDS、XRD、TEM、FactSage化学热力学软件、反应扩散理论和数理统计相结合的方法,从研究铌加入是否会对该弹簧钢在炉氧化增重和氧化铁皮物相组成等产生明显影响的角度,对铌加入是否会对该弹簧钢高压水除鳞难易度产生影响进行评价。结果表明,铌的加入提高了锻态65SiCrV6钢中的珠光体和未溶M(C,N)的相对含量,降低了铁素体的相对含量,并细化了组织。在氧气浓度为2%~7%(体积分数)、加热速度为8~20 ℃/min、保温温度为1 050~1 150 ℃和保温时间为60~90 min等工艺条件下,铌的加入使65SiCrV6钢的氧化增重明显提高,提高幅度为2.54%~27.82%且具有统计学意义。影响试验钢在炉氧化增重的主次效应依次为保温温度>保温时间>加热速度>氧气浓度,保温温度和保温时间对试验钢在炉氧化增重的影响为正相关,氧气浓度和加热速度对试验钢在炉氧化增重的影响为负相关。65SiCrV6钢在炉氧化增重达最小值的工艺为氧气浓度为7%、加热速度为14 ℃/min、保温温度为1 050 ℃和保温时间为60 min;65SiCrV6 Nb钢在炉氧化增重达最小值的工艺为氧气浓度为7%、加热速度为8 ℃/min、保温温度为1 050 ℃和保温时间为60 min。影响铌对65SiCrV6钢在炉氧化增重提高幅度的主次效应为保温时间>保温温度>加热速度>氧气浓度。铌的加入使65SiCrV6钢在炉氧化增重提高幅度最小的工艺为氧气浓度为2%、加热速度为8 ℃/min、保温温度为1 050 ℃和保温时间为75 min。由反应扩散控制的氧化固态相变是造成保温温度、保温时间、加热速度和氧气浓度对试验钢在炉氧化增重产生不同影响的主要原因。铌的加入未改变65SiCrV6钢表面氧化铁皮的3层结构特征,氧化铁皮由外向钢基体主要由Fe₂O₃、Fe₃O₄和FeO(或FeO+Fe₂SiO₄)等构成。铌的加入降低了65SiCrV6钢氧化铁皮中Fe₂SiO₄的相对含量,对高压水除鳞有利。     

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。