含钛镍基合金在850℃和950℃的热腐蚀行为

研制了一种含钛镍基合金,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)等手段研究了其在850℃和950℃熔融硫酸盐中的热腐蚀行为。结果表明,热腐蚀期间,合金发生了氧化、硫化现象,合金表面腐蚀产物层可分为3层,外氧化层以Al2O3、Cr2O3和Cr2O4相为主,中间层为Al2O3相,内层为CrS和Ti2S硫化物层;随腐蚀温度提高合金表面腐蚀层的厚度增加,合金内氧化物区域和内硫化物区域加深。     

Na_2SO_4沉积引起的Fe─10Cr合金在700℃的热腐蚀

研究了涂有Na2SO4盐膜的Fe-10Cr合金在700℃,O2-0.5%(SO2+SO3)气氛中的热腐蚀行为。结果表明,该合金在实验条件下发生了“低温”热腐蚀。腐蚀产物分两层,即在熔盐中沉积出的疏松氧化物层和在合金表面直接成长的相对致密的氧化物层。腐蚀形貌观察说明,热腐蚀的发展主要伴随着致密氧化层的增厚。腐蚀动力学和腐蚀形貌特点支持热腐蚀的电化学机理模型。     

铸造镍基高温合金K35的高温氧化行为

测定了铸造镍基高温合金K35在850-1000℃温度范围内的氧化动力学曲线；并计算出其氧化激活能Qp1=274kJ／mol，Qp2=315kJ／mo1．其氧化动力学曲线都符合抛物线规律．900℃以下，K35合金属于完全抗氧化级；900-1000℃为抗氧化级．X射线衍射、扫描电镜和能谱分析表明，K35合金的氧化膜分为3个区域：外层是性质疏松的Ti及Cr氧化物混合层，并含有少量尖晶石Nicr2O4与NiAl2O4；中间层是性质致密的Cr2O3氧化层；内层(过渡层)是A12O3．     

多主元合金CoCrFeNiTi_(0.5)耐硫酸盐高温腐蚀行为研究

多主元合金因具有良好的热稳定性有望用于制造超超临界锅炉过热器等耐热设备,燃煤气氛下使用时易发生硫酸盐腐蚀。本工作系统分析了表面喷涂碱金属硫酸盐的多主元合金Co Cr Fe Ni Ti0.5在750℃耐高温腐蚀特性。结果表明:合金Co Cr Fe Ni Ti0.5的腐蚀动力学曲线遵循抛物线递增规律;腐蚀过程中有挥发性产物Na4(Cr O4)(SO4)、硫化物以及多种氧化物生成;腐蚀初期,氧化膜均匀致密,与基体结合紧密;延长腐蚀时间,氧化膜厚度增加,由致密变得疏松多孔,基体与氧化膜界面产生微孔隙,内氧化和内硫化发生。分析认为,合金Co Cr Fe Ni Ti0.5在750℃耐硫酸盐高温腐蚀特性归因于:保护性氧化膜的形成以及由低熔点共晶体诱发的Cr2O3在熔融态Na2SO4中的碱性熔融。     

Al/Cr复合涂层对Ti2AlNb合金抗热腐蚀性能的影响

目的改善Ti2AlNb合金在高温腐蚀盐环境中的耐热腐蚀性能。方法在Ti2AlNb合金表面通过双层辉光等离子渗铬及磁控溅射镀铝技术制备Al/Cr复合涂层,分析涂层热腐蚀前后的微观形貌和物相组成,并探究涂覆Na2SO4盐膜的试样在不同温度下(750、850、950℃)的热腐蚀行为。结果Al/Cr复合涂层组织均匀致密,且与基体结合良好,厚度约73μm,由表及里依次由Al沉积层、Al/Cr合金层、Cr沉积层、Cr扩散层四部分组成。经不同温度Na2SO4盐热腐蚀后,Al/Cr复合涂层腐蚀程度均显著小于合金基体。涂层试样经750~850℃Na2SO4盐热腐蚀后质量变化较小,850℃腐蚀增重仅0.525 mg/cm^2,而经历950℃、40 h熔盐热腐蚀后失重达到73.571 mg/cm^2,且试样截面出现剥离、脱落现象,Al/Cr复合涂层抵抗热腐蚀能力减弱。结论具有涂层保护的试样抗热腐蚀性能明显优于合金基体。Al/Cr复合涂层在750~850℃Na2SO4盐环境中具有良好的热腐蚀抗力,而更高温度段(850~950℃)的热腐蚀抗力下降。Al/Cr复合涂层在Na2SO4盐环境中良好的抗热腐蚀性得益于涂层中Al、Cr元素氧化形成以Al2O3、Cr2O3为主的混合氧化膜,有效阻碍外界氧气及腐蚀性介质侵入基体。     

Ni76Cr19AlTi合金的高温氧化行为

采用静态恒温氧化增质法研究Ni76Cr19AlTi合金在600~800℃范围内的高温氧化动力学规律,采用场发射扫描电镜对氧化产物进行表面和横断面形貌观察,用X射线衍射仪分析氧化膜层的物相组成。结果表明,合金在600~800℃范围内氧化增质与氧化时间的关系遵从抛物线规律,氧化速率常数Kp随温度的升高而增大;在800℃下氧化200 h,平均氧化速率为0.002 15 mg.cm-2.h-1,合金属于完全抗氧化级;氧化过程中,氧化膜主要受控于Cr2O3的生长,经过长时间氧化后,表层为比较疏松的TiO2和Cr2O3,内层为起保护作用的Cr2O3和Al2O3,氧化膜的组成以Cr2O3为主。     

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。     

新型镍基高温合金在模拟燃煤锅炉环境中的腐蚀

在人工合成的煤灰／烟气环境中研究了一种新型镍基高温合金550℃和700℃的腐蚀行为和腐蚀机理。结果表明，合金在550℃发生了不均匀的点蚀，表面形成了一层很薄的Cr2O3膜，腐蚀按照硫化机制发展，合金在700℃腐蚀时，初期发生了氧化和硫化腐蚀，表面生成了保护性的氧化膜，并有内硫化物析出，由于合金表面生成CoO并在表面形成熔融态硫酸盐而逐渐进入加速腐蚀阶段，使合金遭受严重的低温热腐蚀，腐蚀产物外层为疏松的混合尖晶石化合物，内层为致密的氧化物层，在腐蚀层、腐蚀层与基体界面和Cr元素贫化区内分布着硫化物，合金耐腐蚀性能的迅速退化是合金表面Co及其氧化物在混合熔盐中的溶解所致。     

阻燃镁合金ZM5-0.1RE氧化动力学研究

在ZM5镁合金中添加0．1％混合稀土时,阻燃效果最佳,镁合金起燃温度提高到800℃以上。利用光学显微镜分析了ZM5—0．1RE氧化膜的表面形貌。X射线衍射分析（XRD）和扫描电镜分析（SEM＆EDS）表明,这层致密氧化膜由RE2O2、MgO、Al2O3、Mg17Al12组成,氧化膜致密度大于1,具有保护作用。高温氧化动力学研究显示,温度为700℃时,合金的高温氧化动力学曲线符合抛物线规律,在这个温度下,氧化膜增重很少,保护性好。     

典型耐热镍基合金抗高温氧化行为研究

通过高温循环氧化实验,研究了3种镍基合金在1095和1150℃的高温抗氧化行为,并采用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)研究了氧化膜表面形貌、氧化膜厚度及成分。结果表明:BSTMUF601合金的抗氧化性能优于Inconel601合金和Incoloy800H合金,Incoloy800H合金抗氧化性能最差。1095℃下合金的氧化动力学曲线呈抛物线规律,1150℃下Incoloy800H合金抗氧化性显著降低,试样氧化极为严重,温度低于1150℃时合金均体现出良好的抗高温氧化能力。BSTMUF601和Inconel601合金氧化后表面生成一层致密的氧化膜,经分析主要是Cr和Al的氧化物,且氧化膜外层以Cr的氧化物为主,氧化膜厚度接近50μm,Incoloy800H合金表面氧化层中以Fe的不同结构氧化产物为主。     

二元双相Cu-50Cr合金在700─900℃空气中的氧化

Cu－50Cr合金在700—900℃空气中的氧化结果表明,合金的氧化动力学在700和800℃遵循抛物线速度规律,在900℃其瞬时抛物线速率常数随时间而降低．合金氧化外层膜是CuO和Cu2O,内层膜由氧化铜和尖晶石型氧化物为基并嵌有Cr颗粒组成,Cr表面有Cr2O3和Cu2Cr2O4膜。900℃的氧化膜与基体金属界面上可观察到连续的Cr2O3层.合金未形成Cr的选择性外氧化．     

Ti—AI系金属间化合物的高温热腐蚀

研究了TiAI,Ti3AI-Nb及TiAI金属间化合物在900℃及950℃空气中当表面有（0．9Na,0.1K)2SO4盐膜存在时的高温热腐蚀行为。结果表明，Ti3AI,TiAI金属间化合物在900、950℃遭受严重的热腐蚀，合金表面均没有形成单一的AI2O3保护层，而是形成外层为富TiO2层，内层为TiO2、AI2O3或Nb2O5的混合氧化物,在氧化膜／合金基体界面形成一些硫化物。合金的腐蚀以电化学机制进行，硫化物的形成也促进了电化学反应的阳极过程。向Ti3AI中添加Nb可以显著地改善其热腐蚀性能，这归因于Nb促进富AI氧化物内层的形成，TiAI的耐蚀性能优于Ti3AI基合金。     

一种含铝奥氏体不锈钢的高温氧化行为

采用称量法研究了新型Cr21Ni35NbAl合金分别在700 ℃、800 ℃和900 ℃空气中的静态氧化行为,并绘制其高温氧化动力学质量增加曲线。结合X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及能谱分析（EDS）对高温氧化膜层的形貌及结构进行表征。结果表明：新合金的高温氧化动力学质量增加曲线遵循抛物线规律,700 ℃氧化膜主要为(Fe0.6Cr0.4)2O3和少量Al2O3;800 ℃氧化膜较为复杂,主要为Al2O3、(Al0.9Cr0.1)2O3和少量Fe(Cr, Al)2O4;900 ℃时氧化膜主要为Al2O3和少量(Al0.9Cr0.1)2O3。     

高铬镍基合金熔融硫酸盐热腐蚀过程中内氧化和内硫化行为的研究

通过对镍基合金进行不同温度的恒温熔融硫酸盐热腐蚀试验,对腐蚀产物横断面进行形貌观察及微区成分分析,研究了一种高铬镍基合金在恒温热腐蚀期间腐蚀产物分布特征及内氧化、内硫化行为。结果表明,该高铬镍基合金在900和950℃腐蚀100 h期间,合金氧化和硫化同时发生,且腐蚀产物中出现分层结构,由表及里各层中的主要氧化物分别为:Al2O3和Cr2O3,Al2O3,CrS。该合金在各温度的恒温热腐蚀期间,均发生Al元素的内氧化和Cr元素的内硫化;与外氧化膜相邻的区域为Al元素的内氧化区,远离外氧化膜的基体内部形成Cr元素的内硫化区;随腐蚀温度升高,内氧化区和内硫化区深度增加,内氧化物和内硫化物的尺寸增大。     

800H合金的高温抗氧化性能

利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)等,对800H合金高温氧化膜的增厚动力学、形貌及氧化物组成进行了分析。结果表明,700和800℃下形成的氧化膜相近,由(Cr,Fe)2O3和Mn-Cr氧化物组成;900℃时的氧化膜急剧增厚,里层依然是Cr2O3,中间层则是Cr-Fe-Mn氧化物,外层为富Ti的氧化物。通过热力学和动力学计算,提出了800H合金氧化膜形成的模型,发现TiN的存在改变了氧化膜的结构。     

Ti含量对镍基高温合金抗热腐蚀性能的影响

采用涂盐方法研究了不同Ti含量的镍基高温合金的热腐蚀过程。研究发现,在900℃涂盐条件下,Ni基高温合金中加入质量分数为0.55%的Ti就可以显著提高合金自身的热腐蚀抗力,并且随着Ti含量增加,合金的热腐蚀抗力进一步增强。研究认为,合金中加入Ti后,能促使合金表层形成致密、连续的Cr2O3层,并且随着Ti含量增加,Cr2O3层厚度增加,Al2O3层逐渐向外腐蚀层迁移,从而提高了合金的热腐蚀抗力。     

Ni基合金在900℃75%Na_2SO_4+25%NaCl盐膜下的热腐蚀（英文）

研究了纯Ni、Ni-10Cr和Ni-10Cr-5Al合金在900℃空气中涂敷Na2SO4+25%NaCl盐膜时的热腐蚀行为。结果表明,Ni-10Cr合金的腐蚀动力学曲线近似服从抛物线规律,而纯Ni和Ni-10Cr-5Al合金的腐蚀动力学曲线分段服从抛物线规律。Ni-10Cr的腐蚀增重最小,抗热腐蚀性能最好,Ni-10Cr-5Al次之,纯Ni的腐蚀增重最大。Ni-10Cr-5Al合金热腐蚀24 h后氧化产物分为3层,外层氧化产物主要是NiO,中间层氧化产物为Cr2O3和Al2O3,最内层有少量Cr2S3和Al2S3。Ni-10Cr合金热腐蚀24 h后氧化膜分为3层,外层氧化产物是NiO,中间层是不连续的Cr2O3,内腐蚀区有少量Cr2S3。由于熔盐中NaCl的存在,Ni-10Cr-5Al和Ni-10Cr合金的腐蚀产物会变得疏松多孔。     

Ni基合金在900 ℃75%Na2SO4+25%NaCl盐膜下的热腐蚀

研究了纯Ni、Ni-10Cr和Ni-10Cr-5Al合金在900 ℃空气中涂敷Na2SO4+25%NaCl盐膜时的热腐蚀行为。结果表明,Ni-10Cr合金的腐蚀动力学曲线近似服从抛物线规律,而纯Ni和Ni-10Cr-5Al合金的腐蚀动力学曲线分段服从抛物线规律。Ni-10Cr的腐蚀增重最小,抗热腐蚀性能最好,Ni-10Cr-5Al次之,纯Ni的腐蚀增重最大。Ni-10Cr-5Al合金热腐蚀24 h后氧化产物分为3层,外层氧化产物主要是NiO,中间层氧化产物为Cr2O3和Al2O3,最内层有少量Cr2S3和Al2S3。Ni-10Cr合金热腐蚀24 h后氧化膜分为3层,外层氧化产物是NiO,中间层是不连续的Cr2O3,内腐蚀区有少量Cr2S3。由于熔盐中NaCl的存在,Ni-10Cr-5Al和Ni-10Cr合金的腐蚀产物会变得疏松多孔。     

TC4合金双辉等离子渗Cr高温氧化行为

研究了双层辉光等离子渗Cr对TC4合金650、750、850℃恒温氧化性能的影响。结果表明：渗Cr后,表面梯度合金层显著提高了TC4合金的高温氧化性能,Ti-Cr互扩散层可有效阻止氧向基体扩散。氧化过程中,Ti、Cr向外扩散形成TiO2/Cr2O3氧化膜,其形态与氧化温度有关。850℃氧化100 h后,渗Cr试样表面形成致密Cr2O3膜,恒温氧化性能优于NiCrAlY热障涂层。     

高度稳定化β型阻燃钛合金Ti40的氧化和氧化层剥落机理

对高度稳定化β型阻燃钛合金Ti40的氧化机理和氧化层剥落机理进行研究表明：合金氧化增重随温度升高明显增加,至1050℃反而降低;600℃的氧化膜主要为TiO2和V2O5,高于700℃氧化,因V2O5的挥发,氧化膜主要为TiO2,随温度升高,氧化物晶粒粗化,氧化膜疏松多孔,与基体黏附性降低,不低于900℃时开裂和剥落,不低于800℃氧化,氧化层疏松还存在SiO化合物,温度升高,SiO数量增多,由圆形球变为星形,至1050℃随氧化层剥落而消失;剥落后的基体氧化层仍为疏松状,有不连续分布的Cr2O3膜存在,同时还分析了Ti40合金不抗氧化的原因及氧化机理,提出了氧化机理模型。在分析氧化膜内应力产生及内应力释放机制基础上,提出了Ti40合金氧化层开裂、剥落机理。