中碳钢盘条的高温氧化行为研究

针对中碳钢盘条的高温氧化问题,利用热重分析仪对45钢和40Cr钢盘条的高温氧化行为进行了试验研究;采用场发射电子探针表征了氧化铁皮厚度及截面微观形貌,对氧化铁皮形貌演变规律以及合金元素在氧化铁皮与基体界面处的分布规律进行了研究分析。结果表明:45钢和40Cr钢盘条的氧化增重曲线在1 050~1 250 ℃范围内遵循抛物线规律,当氧化条件相同时,相比于常规低碳钢,其氧化激活能较高,抗氧化性能更好;氧化铁皮呈典型的3层结构,从外到里分别为Fe₂O₃、Fe₃O₄及FeO,并且在氧化铁皮与基体界面处存在合金元素富集层;45钢盘条在高温氧化时,Cr元素分布不明显,Si元素在氧化铁皮与基体界面处有少量富集,Mn元素在氧化铁皮中均匀分布;40Cr钢盘条在氧化铁皮与基体界面处不仅有富Si层,还明显存在一层均匀完整的富Cr层,由于合金元素富集层阻碍了Fe²⁺向外扩散,提高了盘条的高温抗氧化性能。     

SPA- H钢高温氧化膜生长机理研究

研究了 SPA- H钢在 950～1 200 ℃温度下氧化 1 min 的氧化膜生长规律。结果表明： 在1 000 ℃条件下元素界面扩散氧化造成界面形成一层致密的以Si、Cr、Cu为主的氧化膜,可以起到明显的抗氧化作用;随着温度升高到1 100 ℃,加之元素扩散能力的差异,Si逐渐向铁皮内扩散,Cu、Cr仍以界面富集为主,但是由于Si元素界面富集量的减小,其界面层内的Cu、Cr元素含量升高,开始出现零星的内氧化圆点;温度升高到1 200 ℃,P、Cr等高温相不稳定,且由于达到富Si高温相的熔化温度,界面富集氧化膜完整性遭到破坏,内部形成较厚的氧化圆点。     

奥氏体不锈钢Cr18Ni3Mn11Cu3NbN高温抗氧化性能

采用称重法测得了奥氏体不锈钢Cr18Ni3Mn11Cu3NbN在不同温度下的高温氧化动力学曲线,结果表明,该钢在700℃和800℃的氧化曲线遵循抛物线氧化规律,根据平均氧化速度的评级标准,在此温度下钢＂完全抗氧化＂。利用扫描电镜、X射线衍射的方法对氧化膜表面的形貌及结构进行了研究,发现该钢700℃氧化膜致密完整,主要由Mn2O3、MnFe2O4（尖晶石结构）和Cr的氧化物组成;800℃氧化膜出现脱落,主要由Mn2 O3、MnFe2 O4（尖晶石结构）、Cr的氧化物和Fe的氧化物组成;900℃氧化膜脱落严重,主要由Mn2O3、Fe2O3、尖晶石结构的MnFe2O4组成。     

微合金元素对超低碳钢高温抗氧化性能的影响

采用热重分析仪和Gleeble-3500热模拟试验机研究了Si、Cr、Ni和Cu微合金元素对超低碳钢氧化行为和氧化层的影响。结果表明,在氧化过程中合金元素在氧化层与基体的界面处发生富集,其中Si和Cr形成了一层连续的富集层,Cu和Ni以粒子形式在界面处析出。微合金元素的富集一方面抑制了铁原子由基体向外扩散,从而显著提高钢的抗氧化性,其中Si和Ni的效果最好,Cr次之,Cu的效果最差;另一方面提高了氧化层与基体的结合力,抑制了氧化层的鼓泡现象,Si的抑制效果最好,Cu次之,Cr和Ni的抑制效果最差。     

汽车排气系统用耐热材料的抗氧化性能研究

介绍了采用氧化增重法对4种耐热材料进行高温抗氧化性能的对比试验,得出以下结论:(1)QTANi35Si5Cr2材料抗高温氧化性能较差,ZG40Cr25Ni13Nb2Si1和ZG40Cr25Ni12Si2材料抗高温氧化性能较好,ZG40Cr25Ni20Si2材料抗高温氧化性能最优;(2)ZG40Cr25Ni13Nb2Si1、ZG40Cr25Ni12Si2、QTANi35Si5Cr2材料的氧化层由外到内可分2层,一层为富含Fe、O元素的外氧化膜,另一层为富含Cr、Mn、O元素的内氧化膜,ZG40Cr25Ni20Si2材料只观察到一层富含Cr、Mn、O元素的氧化膜,4种材料的氧化层与基体间为一层富含Si元素的过渡区;(3)4种耐热材料氧化层大部分由MnxCryOz氧化物和CrxFeyOz氧化物构成;(4)奥氏体系耐热铸造材料中w(Ni)量越高,越有利于Cr元素的扩散,进而促进Cr2O3保护膜的形成。     

汽车排气系统用耐热材料的抗氧化性能研究(2)

介绍了采用氧化增重法对4种耐热材料进行高温抗氧化性能的对比试验,得出以下结论:(1)QTANi35Si5Cr2材料抗高温氧化性能较差,ZG40Cr25Ni13Nb2Si1和ZG40Cr25Ni12Si2材料抗高温氧化性能较好,ZG40Cr25Ni20Si2材料抗高温氧化性能最优;(2)ZG40Cr25Ni13Nb2Si1、ZG40Cr25Ni12Si2、QTANi35Si5Cr2材料的氧化层由外到内可分2层,一层为富含Fe、O元素的外氧化膜,另一层为富含Cr、Mn、O元素的内氧化膜,ZG40Cr25Ni20Si2材料只观察到一层富含Cr、Mn、O元素的氧化膜,4种材料的氧化层与基体间为一层富含Si元素的过渡区;(3)4种耐热材料氧化层大部分由Mn_xCr_yO_z氧化物和Cr_xFe_yO_z氧化物构成;(4)奥氏体系耐热铸造材料中w(Ni)量越高,越有利于Cr元素的扩散,进而促进Cr_2O_3保护膜的形成。     

锅炉喷嘴用耐热钢的高温抗氧化性研究

以25-20耐热钢为基准,与几种自配锅炉喷嘴用奥氏体耐热钢在900℃及1050℃做了高温氧化对比试验。结果表明:Cr25Ni12Mn1Si2钢的抗氧化性接近25-20钢。用它代替25-20钢,可因Ni的加入量减少而带来明显的经济效益。并用扫描电镜对氧化膜做了初步的研究。     

锅炉喷嘴用耐热钢的高温抗氧化性研究

以25-20耐热钢为基准，与几种自配锅炉喷嘴用奥氏体耐热钢在900℃及1050℃做了高温氧化对比试验。结果表明：Cr25Ni12Mn1Si2钢的抗氧化性接近25-20钢。用它代替25-20钢，可因Ni的加入量减少而带来明显的经济效益。并用扫描电镜对氧化膜做了初步的研究。     

铝硅复合对Fe32Mn7Cr3Al2Si钢氧化改性层耐蚀性的影响

利用XRD、EPMA、阳极极化和电化学阻抗技术研究了铝硅复合合金化对Fe32Mn7Cr3Al2Si钢高温氧化诱发转变层的组织、成分及电化学腐蚀性能影响.在700和800℃空气中对Fe32Mn7Cr3Al2Si奥氏体钢进行循环氧化表面改性,形成的氧化层由内层Al2O3、中间层Mn2SiO4,外层Mn2O3组成.经800℃...     

Al_(0.5)CrCoFeNi高熵合金高温氧化的研究

采用真空电弧炉在氩气保护下熔炼Al0.5Cr Co Fe Ni高熵合金,在不同温度(800~1100℃)下进行100 h的高温氧化实验,测定其氧化动力曲线,采用X射线衍射仪和扫描电镜等方法分析氧化层结构和形貌。结果表明:Al0.5Cr Co Fe Ni高熵合金在800和900℃形成的氧化膜较完整且致密,具有较为优异的抗氧化性能。在1000和1100℃形成的氧化膜较厚,膜内有大量裂纹与孔洞,抗氧化性能较差。氧化初期,界面反应起主导作用,随着氧化膜的生长,扩散过程发挥越来越重要的作用,成为继续氧化的控制因素,以致一种或多种合金元素氧化物在表面析出,形成尖晶石类内层氧化物Ni Cr2O4、Co Cr2O4、Fe(Cr,Al)2O4内氧化层。在高温氧化过程中,N2会参与反应,与Al发生较强反应,生成Al N颗粒,进一步的氧化过程使Al N再次氧化,N2逃逸,留下具有Al N外形的空洞。     

激光烧结制备CrFeNiAlSiCux多孔高熵合金组织与性能

在Cr、Fe、Ni、Al、Si纯粉末中添加非等摩尔比的Cu元素混合后压制成坯,采用激光自蔓延烧结制备CrFeNiAlSiCux（x=0-1.2）高熵合金。通过OM、XRD、SEM和EDS、维氏显微硬度计、磨粒磨损机及电化学工作站进行表征,分析物相结构、显微组织、密度和孔隙率、硬度、耐磨及耐蚀性能。结果表明：合金中BCC和FCC两相共存,随着Cu元素添加,FCC相增多,但BCC相仍多于FCC相,合金是典型树枝晶组织并伴有许多菊花状的组织,菊花状组织主要含有Cr、Fe、Si、Ni元素,枝晶间组织主要含有Cu元素。CrFeNiAlSiCu0.4综合性能最佳,显微硬度最大,为908.68 HV,单位面积磨损量最小,为48 mg·cm-2,腐蚀电流最小,为0.4100 μA/cm-2,腐蚀电位最大,为-149.264 mV。     

合金元素对球墨铸铁抗高温氧化性能的影响

研究了合金元素对球墨铸铁抗高温氧化性能的影响。结果表明:(1)抗高温氧化性最佳的耐热球墨铸铁模具材料的成分为:w(Si)5.0%、w(Mn)0.8%、w(Mo)0.5%、w(Cr)1.4%。Si、Mo、Cr元素的质量分数越高,抗氧化性越好,但Mn元素的质量分数应该适中。(2)Si对抗高温氧化性有重要影响,Mo的影响程度仅次于Si,Mn的影响最小,Cr的影响与Mn相近,但比Mn稍强。     

镍和锰对Al-Si-Cu-Mg合金凝固组织及时效硬化的影响

采用DSC差热分析及急冷试验方法并辅以微区成分分析 ,探讨了Ni和Mn对Al Si Cu Mg四元合金凝固组织、凝固过程及时效硬化特性的影响。Ni的加入量达 4%以上时 ,在组织中将形成初晶型Al Ni Cu三元化合物和共晶型Al Ni Cu三元化合物 ,若同时添加Mn ,则还会结晶出共晶型的Al Si Cu Ni Mn五元化合物 ;Ni和Mn的加入可以加快Al Si Cu Mg合金的时效硬化速度 ,同时又可推迟过时效现象的出现 ,有利于合金耐热性的提高。     

Effect of Constituent Elements on the Corrosion Resistance of Single-Phase CoCrFeNi High-Entropy Alloys in NaCl SolutionEI北大核心CSCD

High entropy alloys (HEAs) origin from a new alloy design concept with multi-principal elements, which have attracted significant interests in the past decade. The high configurational entropy in HEAs results in simple solid solutions with fcc and bcc structures. Especially, the single solid solution CoCrFeNi alloy exhibits excellent properties in many aspects, such as mechanical properties, thermal stability, radiation resistance and corrosion resistance. The excellent corrosion resistance of CoCrFeNi alloy is ascribed to the single-phase structure and uniform element distribution coupled with much higher Cr content than stainless steel. The single-phase structure and uniform element distribution can prevent the occurrence of localized corrosion, and higher Cr content can protect the alloy surface better with the form of oxidation film. Moreover, the corrosion resistance of CoCrFeNi-based HEAs, such as CoCrFeNiAlx, CoCrFeNiCux, CoCrFeNiTix, have also been extensively investigated. In most CoCrFeNi-based HEAs, the elements of Co, Cr, Fe and Ni are with equal-atomic ratio. However, the equal-atomic ratio is not necessary to obtain satisfactory properties and to ensure the single fcc structure in Co-Cr-Fe-Ni system. Accordingly, it is essential to further consider the effect of alloying elements on the corrosion resistance in Co-Cr-Fe-Ni HEA. In this work, the effect of Co, Fe and Ni elements on the corrosion resistance of single fcc Co-Cr-Fe-Ni system with concentrated constitution but different atomic ratios in 3.5% NaCl solution are investigated by using LSCM and EIS. The potentiodynamic polarization results indicate that the increase of Fe and the decrease of Ni will decrease the passivation current density of the alloys when the Co and Cr contents are equal. With the increase of Co and the decrease of Ni, the alloys show smaller passivation current density and better corrosion resistance when the Fe and Cr contents are equal. With the decrease of Co and the increase of Fe and Ni, the alloys show higher corrosion potential and smaller corrosion tendency when the Cr content is constant. These results will be helpful for the design of corrosion resistant HEAs in NaCl aqueous solution.     

含稀土真空熔结镍基合金涂层的界面组织和分布特性

通过研究了真空熔结镍基合金涂层纵截面的微观组织、相结构、以及合金元素和显微硬度的分布特征，结果表明，稀土(Ce La)改善了Ni60涂层的组织，使针状相改变成了小球状相，加强了界面的冶金结合。Ni60 RE涂层还析出了新的第二相WC、Ni2B、NiB和Cr6，Nk2.5Si。稀土阻碍了涂层中Ni、Cr、Si等原子向母材的扩散和母材中Fe原子向涂层的扩散，提高了涂层中Ni、Cr、Si等元素的含量，降低了Fe的含量，减轻了碳钢母材中的Fe对合金涂层的“稀释”作用。稀土还明显地提高了合金涂层的显微硬度，两种Ni60合金涂层显微硬度的最大值都出现在距涂层表面的0．4mm处。     

Influence of chemical composition on corrosion resistanceof AZ91D magnesium alloy ingots

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＭａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓｈａｖｅｆｏｕｎｄｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｕｓ ｅｓｉｎｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓｄｕｅｔｏｔｈｅｉｒｅｘｃｅｌｌｅｎｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｓｕｃｈａｓｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｔｏｗｅｉｇｈｔｒａｄｉｏ ,ｇｏｏｄｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ,ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｅｌｅｃ ｔｒｏ ｍａｇｎｅｔｉｃｓｈｉｅｌｄｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｙ .Ｈｏｗｅｖｅｒｔｈｅｉｒｃｏｒ ｒｏｓｉｏｎｂｅｈａｖｉ…     

Ni42Cr6Fe合金在高温湿氢中的氧化膜组织结构及生长过程研究

用ＴＥＭ、Ｘ射线衍射、ＳＥＭ等技术研究了Ｎｉ４２Ｃｒ６Ｆｅ玻封合金在高温湿氢中的氧化膜生长过程。氧化初期，Ｃｒ＿（２）Ｏ＿３和尖晶石氧化物同时形核长大，前者在晶界处形核长大，后者在晶内处形核长大。随后由于Ｃｒ的选择氧化，氧化膜主要以Ｃｒ２Ｏ３生长为主．当氧化进行到一定程度后，由于表面层Ｃｒ的贫化，氧化膜生长转化以（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｃｒ２Ｏ４尖晶石氧化物生长为主．最后形成表层以粗大晶粒（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｃｒ２Ｏ４为主，底部以较小晶粒Ｃｒ２Ｏ３为主，中部由大晶粒（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｃｒ２Ｏ４围绕小晶粒Ｃｒ２Ｏ３的稳态氧化膜组成     

Microstructural evolution of direct chill cast Al-15.5Si-4Cu-1Mg-1Ni-0.5Cr alloy during solution treatment

Heat treatment has important influence on the microstructure and mechanical properties of Al-Si alloys. The most common used heat treatment method for these alloys is solution treatment followed by age-hardening. This paper investigates the microstructural evolution of a direct chill (DC) cast Al-15.5Si-4Cu-1Mg-1Ni-0.5Cr alloy after solution treated at 500, 510, 520 and 530℃, respectively for different times. The major phases observed in the as-cast alloy are α-aluminum dendrite, primary Si particle, eutectic Si, Al7Cu4Ni, Al5Cu2Mg8Si6, Al15(Cr, Fe, Ni, Cu)4Si2 and Al2Cu. The Al2Cu phase dissolves completely after being solution treated for 2 h at 500℃, while the eutectic Si, Al5Cu2Mg8Si6 and Al15(Cr, Fe, Ni, Cu)4Si2 phases are insoluble. In addition, the Al7Cu4Ni phase is substituted by the Al3CuNi phase. The α-aluminum dendrite network disappears when the solution temperature is increased to 530℃. Incipient melting of the Al2Cu-rich eutectic mixture occurrs at 520℃, and melting of the Al5Cu2Mg8Si6 and Al3CuNi phases is observed at a solution temperature of 530℃. The void formation of the structure and deterioration of the mechanical properties are found in samples solution treated at 530℃.     

45钢表面Ni20合金激光熔覆层的组织及抗高温氧化性能

利用激光熔覆技术在45钢表面制备了Ni20合金熔覆层,研究了涂层的相组成、组织结构及抗高温氧化性能。结果表明:熔覆层与基体形成了良好的冶金结合;熔覆层组织具有定向凝固特征,且晶粒生长方向垂直于界面,主要由CrNiFeC,Fe3Ni2,Ni3Cr2等相组成;Ni20合金熔覆层在高温氧化时形成了致密的氧化膜,因而提高了基体材料的抗高温氧化性能。