Y_2O_3含量对机械合金化Fe-15Cr合金循环氧化行为的影响

采用机械合金化及热压法制备Fe-15Cr、Fe-15Cr-0.8Y_2O_3和Fe-15Cr-3Y_2O_3合金,研究不同Y_2O_3含量对Fe-Cr合金在900℃空气中循环氧化行为的影响.结果表明:Fe-15Cr合金实验1 h氧化膜就有严重的剥落现象,循环氧化9 h后,试样已经几乎完全被氧化;Fe-15Cr-0.8Y_2O_3的氧化质量增量明显大于Fe-15Cr-3Y_2O_3的质量增量,Fe-15Cr-3Y_2O_3的抗高温循环氧化性能最好.Fe-15Cr-0.8Y_2O_3合金的氧化膜主要分为两层,外层主要由Fe_2O_3组成,内层主要由复合氧化物FeCr_2O_4组成,在与基体连接处,存在不连续的Cr_2O_3.Fe-15Cr-3Y_2O_3合金的氧化膜可分为两层,外层主要为Fe_2O_3,厚度较Fe-15Cr-0.8Y_2O_3合金薄;内层比较致密,主要由复合氧化物FeCr_2O_4组成,内层与基体结合良好,结合处零星有富集的Cr_2O_3.Y_2O_3的添加可有效提高Fe-15Cr合金的抗循环氧化能力,其中Fe-15Cr-3Y_2O_3合金好于Fe-15Cr-0.8Y_2O_3合金.     

Y_2O_3含量对Ni-20Cr-2.5Al合金高温抗氧化行为的影响

采用粉末冶金工艺制备Ni-20Cr-2.5Al、Ni-20Cr-2.5Al-0.8Y_2O_3、Ni-20Cr-2.5Al-3Y_2O_3镍基高温合金,研究不同含量的Y_2O_3对Ni-20Cr-2.5Al合金在1 000℃时的高温氧化行为.结果表明:加入Y_2O_3后,试验合金的晶粒明显细化,Cr在Ni中的固溶度也有所提高;试验合金的氧化增量随着Y_2O_3含量的增加呈现降低的趋势,高温抗氧化能力得到提高;试验合金氧化膜的均匀性、紧密度和与基体结合力得到提高,氧化膜的成分主要是Al_2O_3.当Y_2O_3质量分数为3%时,Ni-20Cr-2.5Al合金的高温抗氧化能力最好.     

Fe-Cr合金在Na_2SO_4盐膜下的热腐蚀行为

研究表面涂覆20~25 g/m2和40~45 g/m2两种厚度Na2SO4盐膜的Fe-10Cr和Fe-20Cr合金在900℃空气中的热腐蚀行为.结果表明:涂盐量为20~25 g/m2和40~45 g/m2的Fe-10Cr和Fe-20Cr合金在腐蚀24 h后的腐蚀增重均明显大于未涂盐的两种合金在相同温度下纯氧化的增重;SEM分析表明涂两种厚度盐膜的Fe-10Cr合金的腐蚀膜均可分为3层,外层是Fe2O3,中间层以Fe2O3和Cr2O3的混合物为主,内腐蚀区有少量Cr的硫化物;两种涂盐量的Fe-20Cr合金表面均形成了较疏松的Cr2O3腐蚀层,腐蚀膜内层均未出现内硫化现象.     

Y_2O_3对Ni-20Cr合金1000℃高温腐蚀行为的影响

研究加入不同含量Y_2O_3的MANi-20Cr合金在1 000℃时的高温氧化行为.研究表明:随着Y_2O_3含量的增加,MANi-20Cr合金晶粒更加细化,抗氧化能力明显增强,并在MANi-20Cr合金表面生成单一的Cr2O3氧化膜,Y_2O_3的加入有效地抑制了合金的内氧化.     

涂敷Na2SO4盐膜的Ni基合金在900℃空气中的热腐蚀

采用涂盐法,在纯Ni、Ni-10Cr、Ni-20Cr和Ni-10Cr-5Al合金上涂敷40～ 45 g/m2厚度Na2SO4盐膜,研究其在900℃空气中的热腐蚀行为.结果表明：纯Ni和3种Ni基合金的抗热腐蚀性能依纯Ni、Ni-10Cr-5Al、Ni-10Cr、Ni-20Cr的次序递增.3种Ni基合金形成了相似的腐蚀膜结构,腐蚀膜大体分3层,外层都是NiO.Ni-20Cr合金中间层为连续的Cr2O3层,内部出现极少的硫化物;Ni-10Cr合金腐蚀膜的中间层是相对深色的NiO和Cr2O3混合层,内侧出现硫化物;而Ni-10Cr-5Al合金腐蚀膜的中间层是NiO、Cr2 O3和Al2O3的混合氧化物,内层是Cr和Al的硫化物,分布在腐蚀膜和基体的界面上,有的分布在合金基体上.在Ni的基础上添加Cr并增加Cr含量均提高了合金的抗热腐蚀性能,但在Ni-10Cr的基础上增加质量分数5％Al却使抗热腐蚀性能下降.     

Super304H钢在水蒸气环境下700℃的氧化行为

为了认识Super304H钢在水蒸气环境中的氧化行为,设计了1组供货态Super304H在700℃水蒸气环境下的5~8h的氧化模拟实验.在氧化之后利用扫描电子显微镜(SEM)观察氧化膜的结构和能谱(EDS),分析了膜层不同位置点的成分,另外采用mapping功能从截面分析了氧化层中O、Cr、Fe、Ni、Cu元素的分布情况,同时采用XRD分析了氧化层中的具体物相.结果表明:氧化层为双层结构,内外氧化层界面为原始界面,内层氧化膜致密,外层氧化膜疏松,在内层与基体之间存在有保护作用的Cr_2O_3氧化层.内层氧化膜富含Cr、Ni,而外层氧化膜富含Fe,结合XRD结果可知:外层氧化物主要为Fe_2O_3、Fe_3O_4,内层氧化物为Cr_2O_3、NiO.     

10CrMo910钢在高温高压水蒸汽中形成的氧化膜的特征分析

利用扫描电镜、电子探针和X射线衍射技术对某电厂高温高压水蒸汽工况下运行15万h的10CrMo910钢主蒸汽管形成的氧化膜进行形貌、结构、成分及物相分析,结果表明:氧化膜外表面形貌呈丘状或蘑菇云状,低倍下横断面呈石状,有明显分层,层间存在大量孔隙;内层氧化膜结构致密,外层氧化膜结构疏松,但无贯穿内、外氧化层的缝隙或孔洞链;氧化膜晶粒大多为纳米晶粒,少量为微米晶粒,部分晶粒之间存在较大尺寸的片状晶粒;在氧化膜横断面上,O、Fe的分布较为均匀;外层氧化膜中的Cr、Mo含量较低,且分布均匀;内层氧化膜中的Cr、Mo含量显著高于外层氧化膜,较外层氧化膜有一突变,且Cr、Mo分布存在浓度梯度,在靠近内层-外层氧化膜结合处,内层Cr、Mo含量最高,然后依次降低;Cr、Mo的分布特征与氧化膜的形成、元素扩散及其挥发有关;氧化膜产物为Fe3O4和FeCr2O4.     

Fe-Ni-Al合金在900℃时的氧化行为研究

为了提高Fe-Ni合金的抗氧化性能,采用熔铸法制备了50Fe-40Ni-10Al三元合金,采用增重法研究了其在900℃空气中的高温氧化行为.利用XRD、SEM和EDS对氧化膜进行了表征.结果表明:氧化过程满足抛物线规律;经过开始时的快速氧化后,在氧化膜底部生成了一层连续完整的Al2O3膜,阻止了Al的内氧化及其他金属的氧化,氧化速度显著降低;氧化产物以Fe2O3、Fe3O4为主,含有少量的Al2O3以及尖晶石型氧化物AlFe2O4;Fe2O3和Al2O3形成了固溶体;氧化进行过程中Al2O3的含量逐渐上升.所得合金具有良好的抗氧化性能,基本满足作为惰性阳极材料的要求.     

添加Y(NO_3)_3电解液体系MAO陶瓷层组织和隔热性能研究

为研究电解液中Y(NO_3)_3对微弧氧化陶瓷层组织、生长速率及隔热性能的影响,通过微弧氧化技术在锆盐体系和锆钇盐体系电解液中于Al-Si合金表面制备ZrO_2-Al_2O_3陶瓷层和Y_2O_3-ZrO_2-Al_2O_3陶瓷层.采用环境扫描电子显微镜和X射线衍射仪分别对陶瓷层进行了表面、截面形貌分析,以及物相组成分析.利用涡流测厚仪测量不同反应时间段的膜厚,分析两种体系陶瓷层生长速率.通过自制隔热测试装置对两种不同体系陶瓷层进行了隔热性能测试.结果表明:ZrO2-Al2O3陶瓷层表面由胞状熔融物烧结而成,粗糙度较大,并分布着孔径较大的放电通道,膜厚约20μm;而Y_2O_3-ZrO_2-Al_2O_3陶瓷层表面由细小颗粒组成,粗糙度较小,且陶瓷层更加致密,厚度增大到28μm.两种体系陶瓷层均形成了ZrO_2及Al_2O_3相,在约20°~30°范围之间出现明显的"馒头包"现象,说明陶瓷层中均含有非晶成分;但锆钇盐体系陶瓷层中形成了钇部分稳定锆的固溶体(Y2O3和Y0.15Zr0.85O1.93),且Y_2O_3-ZrO_2-Al_2O_3陶瓷层的衍射峰"馒头包"现象更为严重,非晶成分含量更高,说明电解液中Y(NO_3)_3的加入提高了反应温度.Y_2O_3-ZrO_2-Al_2O_3陶瓷层生长速度大于ZrO_2-Al_2O_3陶瓷层,主要表现为向外生长厚度明显增大.ZrO_2-Al2O3陶瓷层与Y_2O_3-ZrO_2-Al_2O_3陶瓷层的隔热温度分别为45.9℃和53.4℃,说明后者具有更优的隔热效果.     

Si含量对熔炼Fe-Si合金高温氧化行为的影响

为了揭示Si元素含量对合金高温氧化行为的影响机制,采用电弧熔炼(CA)方法制备3种成份的Fe-Si合金(CA Fe-0.5Si、CA Fe-1Si和CA Fe-3Si),采用Zry-2P综合热分析仪研究了它们在900～1000℃纯O2中的高温氧化行为.动力学分析表明:随着温度的升高,相同成份的Fe-Si合金氧化速度明显提高;相同温度下随着Si含量的增加,Fe-Si合金的氧化速度明显下降.X射线衍射、扫描电镜和能谱分析表明:3种成份的Fe-Si合金氧化后均形成了Fe2O,3→Fe3O4 FeO→FeO→FeO SiO2结构的氧化膜,均未形成连续的SiO2保护膜.     

680℃蒸汽下T91钢的氧化行为

采用热分析天平连续称重法对T91钢680℃水蒸气氧化动力学进行研究,用扫描电镜、X射线能谱仪和X—Ray物相分析仪对腐蚀产物的形貌、成分、物相等进行测定。结果表明：T91钢在氧化45h后,其动力学曲线服从直线规律,氧化速率为0．189g·m^-2·h^-1;氧化膜呈现明显三层结构,内层为致密富Cr的CrFe2O4无晶界层,中层存在大量柱状空洞贫Cr的以Fe3O4为主、CrFe2O4少量的尖晶石层,外层为Fe2O3无Cr的等轴状晶组织。     

一种含Ti镍基合金在950℃的恒温氧化行为

用热重分析法测定了氧化动力学曲线,并采用XRD和SEM/EDAX等手段,研究了一种镍基合金950℃的高温氧化行为。结果表明,在950℃氧化初期,合金的氧化质量增重较快,随着氧化时间延长,氧化质量增加的速率逐渐降低,氧化动力学曲线符合抛物线规律,氧化膜出现少量剥落。合金表面氧化膜由三层组成,外氧化层为TiO2,中间层氧化物为Cr2O3、NiCr2O4、CrTiO3和NiAl2O4,内氧化层氧化物为Al2O3.     

合金元素对TiAl合金高温氧化行为的影响

研究了合金元素Nb、Cr、Ag元素对TiAl合金900℃在空气中的高温氧化性能的影响．高温氧化试验存热天平上进行．结果表明，Ti-46．5Al-5Nb合金在900℃形成的氧化膜具有与TiAl合金同样的分层结构，不同之处在于本研究合金形成连续的保护性Al2O3内阻挡层，从而使膜的增长速率相对TiAl合金有所下降．Ti-48Al-8Cr-2Ag在900℃氧化形成连续的保护性Al2O3层，它的抗氧化性优于Ti-46．5Al-5Nb从氧化机理分析了合金相同条件下氧化程度不同的原因．     

磁控溅射Co-40Cr-0.5Y纳米超细晶涂层抗氧化性能研究

利用磁控溅射法在Co-40Cr基体上制备纳米级Co-40Cr．0．5Y涂层．1000℃空气中恒温氧化和循环氧化实验表明：该涂层的抗氧化性能好于基材Co－40Cr合金．声发射（AE）实验表明：该涂层表面氧化膜有较好的抗开裂和抗剥落性能．原因主要是该涂层氧化后形成晶粒十分细小（小于1μm）的Cr2O3膜,此外,涂层中的钇在降低氧化膜生长速率的同时,还使氧化膜有较好的高温塑性及粘附性．     

急冷Al-Cr合金低温氧化制备自修复α-Al2O3薄膜

为了在750℃下制备自修复α-Al2O3薄膜,对Cr质量分数为8%和18%的急冷Al-Cr合金在大气气氛中670～720℃下进行氧化,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和能谱分析(EDS)对氧化膜进行分析.结果表明,Cr质量分数为8%的急冷Al-Cr合金主要由Cr固溶于Al的单相组织构成,质量分数为18%的急冷Al-Cr合金则为Al上分布Al45Cr7的双相组织.急冷Al-Cr合金可以在720℃的低温下通过氧化制备出薄且致密的α-Al2O3膜,合金的基体组织对氧化结果无明显影响,但Cr质量分数较高时,α-Al2O3膜中固溶有少量的Cr.此外,XRD检测结果表明,试样的表面粗糙度有利于获得α-Al2O3.     

铝合金压铸用模具钢表面的渗铝氧化处理

对8407模具钢试样进行热浸渗铝,在试样表面形成了Fe—Al合金渗层．对渗铝试样进行高温氧化实验,使渗层表面形成了Fe—Al-O的混合氧化物．考察了渗铝温度和渗铝时间对渗层质量的影响;着重研究了不同氧化气氛下Fe—Al合金表面的氧化情况,确定了最佳高温氧化工艺．结果表明,8407钢热浸镀铝后,在600℃以下、纯O2气氛条件下氧化,Fe—Al合金表面生成了Fe3O4和Al2O的混合物．这层氧化膜与铝液不润湿,能较好地保护试样．因此这种工艺可能是合适的铝合金压铸模表面处理工艺．     

不同方法制备的Ni-20Cr合金热腐蚀行为研究

研究了机械合金化、熔炼方法制备的Ni-20Cr合金在950℃空气中的热腐蚀行为；在腐蚀100h后．由2种方法制备的合金的氧化动力学都近似遵循抛物线规律，但腐蚀速率相差很明显．截面形貌和元素面分布分析表明，Ni-20Cr合金的热腐蚀机理符合酸碱熔融模型，熔炼合金生成了NiO／NiCr2O4／Cr2O3混合氧化膜，而机械合金化合金生成了致密的Cr2O3氧化膜．不同制备方法得到的合金热腐蚀对比性能分析表明，合金的制备工艺能明显影响合金的抗热腐蚀性能．     

压应力对Fe-20Cr合金高温氧化膜生长和失效影响

为了明确外加应力对于合金高温氧化行为的影响,采用热重(TGA)方法测定了Fe-20Cr合金在900℃无应力及外加压应力5、8、10及15 MPa下氧化20 h内的氧化速率,通过扫描电镜(SEM)观察了有无应力作用下的氧化膜表面形貌,分析了压应力下氧化动力学的变化和氧化膜的失效.结果表明:外加压应力得到的氧化速率较无应力下大.从氧化膜形貌上观察,压应力下的氧化物颗粒明显小于无应力下的氧化物颗粒.另外,氧化膜的失效显示了45°剪切滑移的特征.从应力对氧化物形核讨论了压应力下Fe-20Cr合金的高温氧化行为,认为压应力通过促进氧化形核,进而晶界数量增多,晶界扩散占优,氧化速率得到提高促进了Fe-20Cr合金的氧化动力学.     

Z3CN20-09M钢高温高压水蒸气腐蚀行为研究

为了探究压水堆核电站一回路工况条件对Z3CN20-09M不锈钢的氧化腐蚀行为的影响,采用恒温氧化法对Z3CN20-09M钢在400℃、16.0MPa水蒸气中和400℃空气中的氧化行为进行了对比研究.利用不连续增重法研究其氧化动力学,通过扫描电子显微镜观察氧化膜微观形貌,用能谱分析判断氧化膜成分,X射线衍射仪分析其具体物相组成.试验结果表明:Z3CN20-09M不锈钢在高温高压水蒸气中,氧化动力学曲线遵循双直线规律,在空气中氧化动力学曲线遵循指数规律,水蒸气中腐蚀速率大于空气中腐蚀速率,说明水蒸气对腐蚀有加速作用;高温水蒸汽中氧化膜形貌为针状和大尺寸颗粒状,氧化物为Cr2O3、Fe2O3和FeCr2O4,高温空气中氧化膜形貌为小尺寸颗粒状和絮状,氧化物为Cr2O3和Fe2O3.     

Fe-14Mn-6Si-5Ni合金表面渗层组织及性能研究

采用料浆包渗法,以Cr2O3粉为Cr源,纯Al粉为还原剂,NH4Cl作为活化剂,Al2O3为惰性添加剂,蛋清为粘结剂,在Fe-14Mn-6Si-5Ni合金表面经900℃、10小时料浆包渗制备渗层。研究了渗层显微组织、耐磨性和耐腐蚀性能。结果表明:渗层组织为含元素Al、Cr的固溶体;显微硬度为460 HV,为基体合金的1.4倍,摩擦因数为0.35,为基体的1/2。浸泡腐蚀速率为Fe Mn Si基合金的1/10。