稀土Y对ASISI430不锈钢抗高温氧化性能影响的研究

本工作通过离子注入的方式,在AISI430合金表面注入不同剂量的稀土Y进行改性,研究了不同剂量的稀土Y对合金高温抗氧化性的影响。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、光电子能谱仪（XPS）分析氧化膜的物相构成、微观组织形貌、稀土Y的化学形态,并通过VL200DX超高温激光共聚焦显微镜对氧化过程进行原位观察。结果表明：合金表面注入稀土Y剂量为6×1017ions/cm2具有最佳抗氧化性和抗剥落性,相比原始试样,单位面积增重量以及剥落量分别减少了43.7%, 78.4%。合金表面注入Y优先氧化为Y2O3,一方面促进氧化膜的形成,另一方面抑制了晶粒长大。此外,晶界处Y2O3阻碍了金属阳离子通过晶界向外扩散。重要地,部分Y取代了MnCr2O4尖晶石中Mn2+、Cr3+占位,产生空穴缺陷,缓解了氧化层内应力,减少裂纹和孔洞的产生,使氧化层与基体结合紧密。