高铬含量Fe-Cr合金800℃的循环和恒温高温氧化行为

研究了高铬含量的Fe-20Cr、Fe-30Cr和Fe-40Cr三种合金在800℃,空气中的循环氧化行为和0.1 MPa纯氧气中的恒温氧化行为。三种合金在循环氧化条件下的氧化动力学均不规则,随着Cr含量的增加,其抗氧化性能逐渐增强。24 h氧化后,Fe-20Cr单位面积增质最大,其值为2.21×10^-2 mg/(cm²·h),Fe-40Cr单位面积增质最小,其值为1.45×10^-2 mg/(cm²·h)。结果表明:三种合金的恒温氧化动力学曲线均可分为暂态氧化和稳态氧化两个阶段,每个阶段都能较好地符合抛物线规律。总体上来说,恒温条件下三种合金都具有优异的抗高温氧化性能,其24 h单位面积氧化增质比循环氧化下降了将近一个数量级。但随着Cr含量的增加,三种合金抗氧化性能逐渐下降,Fe-20Cr反而具有最佳的抗氧化性能。在循环和恒温氧化条件下,三种Fe-Cr合金均生成了单一的保护性Cr₂O₃外氧化膜。     

Si对Ni-xAl合金900℃氧化行为的影响

研究了三元Ni-6Si-xAl（x=6，10，15，原子分数，％）合金在900℃，0.1MPa纯氧气中的氧化行为，二元Ni-Al合金形成了外NiO膜，并伴随有Al的内氧化，而所有三元合金锈层底部均形成了连续完整的外Al2O3膜，防止了Al的内氧化，从而显著降低了三元合金的腐蚀速率，因此，与二元Ni-Al合金相比，Si的存在能非常有效的减少形成Al2O3膜所需的临界Al含量，在对Wagner关于二元合金中最活泼组元由内氧化向外氧化转变判据理论进行扩展的基础上，阐述了第三组元Si的作用。     

Ta-Ti-Al-W合金1000℃氧化行为研究

研究了一种Ta-Ti-Al-W合金在1000℃下的氧化行为.利用真空悬浮熔炼法制备Ta-25Ti-18Al-6.5W合金,用XRD、SEM和EDS等方法对合金氧化前和氧化后物相组成和微观形貌进行分析.结果表明,合金在氧化初期符合抛物线规律,随着氧化时间的延长,氧化动力学趋于直线规律.在氧化过程中,Ta优先氧化,但Ti和...     

喷丸处理对GH3535合金900℃恒温氧化行为的影响

采用不连续增重法,对喷丸状态与非喷丸状态GH3535合金900℃恒温氧化行为进行了对比研究。结果表明,900℃下,喷丸强度0.45Nmm样品与未喷丸样品相比,氧化增重降低了79.7%。未喷丸GH3535合金表面氧化产物为NiCr2O4,MoO2,NiMoO4,喷丸状态下氧化膜主要由NiO、NiFe2O4、Cr2O3和NiCr2O4组成。喷丸处理后GH3535合金表面产生塑性变形使晶粒细化,位错密度增加,在合金表层塑性变形区域的位错及晶界充当了Cr原子的快速扩散路径,增加了Cr原子扩散通量,促进Cr向表面扩散形成富Cr氧化物,使得Cr2O3层的更快形成,减少了瞬态氧化期。     

Fecralloy合金1250℃空气中循环氧化表面氧化特征

研究了一种添加稀土元素Y的Fecralloy(Fe-22Cr-5AL-0.3Y）合金在1250℃静态空气中的循环氧化行为,采用SEM,XRD及EDX分析技术研究了合金表面氧化膜的性质和特点。结果表明合金表面生成的氧化膜成分以α－Al2O3为主,合金表面粗糙度对Fecralloy合金表面氧化膜的完整性有重要的影响。讨论了合金表面氧化膜开裂和剥落的特点。     

Zr-Sn-Nb合金1000~1250℃蒸汽氧化行为

核反应堆包壳管在失水事故中会因剧烈的高温蒸汽氧化而破裂,从而引起核燃料泄露的严重后果。为此,本文研究了Zr-Sn-Nb核包壳合金1000~1250℃蒸汽氧化行为。采用增重法计算了蒸汽氧化试样单位面积的质量变化,通过扫描电子显微镜观察了蒸汽氧化试样截面形貌并测量了氧稳定α相层(α-Zr(O))和氧化锆层(ZrO₂)厚度,得到Zr-Sn-Nb合金氧化增重和α-Zr(O)、ZrO₂层生长动力学曲线。结果表明：1000℃蒸汽氧化时,α-Zr(O) 层生长动力学曲线始终服从抛物线规律;氧化1500s后,氧化增重和ZrO₂层生长动力学曲线由抛物线转变为直线规律,ZrO₂层内产生大量裂纹。1100~1250℃蒸汽氧化时,氧化增重和α-Zr(O)、ZrO₂层生长动力学曲线均服从抛物线规律, ZrO₂层结构始终保持完整。Zr-Sn-Nb合金的抗氧化性能优于Zr-4合金,其ZrO₂层和α-Zr(O)层生长速度慢于Zr-4合金。     

Fe-40Cr-2Ce合金阳极900℃氧化及电解腐蚀行为

采用真空感应熔炼法制备铝电解用Fe-40Cr-2Ce合金阳极。研究了合金阳极900℃下的氧化和电解腐蚀行为。电解测试采用900℃的NaF-AlF3低温电解质体系,阳极电流密度为0.5 A/cm2,电解时间10 h。结果表明：合金的氧化动力学曲线遵循抛物线规律;合金中高浓度的Ce形成晶界沉淀,造成Ce的＂活性元素效应＂失效。电解后的阳极表面生成连续的FeCr2O4尖晶石相氧化膜。根据热腐蚀酸-碱溶解机理,氧化物在氧化物/电解质界面上的溶解度负梯度造成了阳极表面氧化物的持续的溶解。电解质中高浓度的氧化铝有利于减缓氧化膜的酸性溶解,降低合金阳极的电解腐蚀速率。     

Mar-M247高温合金900℃下的氧化行为研究

为探究燃气轮机用高温合金在服役环境中组织结构变化及其对合金氧化性能的影响,利用扫描电镜和能谱表征了MarM247镍基高温合金在900℃长时效后的显微组织,研究其在1000、3000、5000、8000h时效后的氧化性能。结果表明,时效1000h的氧化初期合金表面氧化物相变化较快,Al₂O₃氧化膜不完整,氧化膜增厚较快;随着氧化时间增加,富W氧化膜内生成大量孔洞和岛状不连续WO2,导致内层Al₂O₃膜界面发生剥落,外层氧化膜结构得到简化,内层Al₂O₃膜增厚且变得均匀;时效8000h后氧化层总厚度和内层Al₂O₃膜变化幅度明显减小,整个氧化膜结构趋于稳定。由于内层保护性Al₂O₃膜的增厚和结构均匀连续,使得合金的氧化性能提高。     

Fecralloy合金1 250 ℃空气中循环氧化表面氧化膜特征

研究了一种添加稀土元素Y的Fecralloy(Fe-22Cr-5Al-0.3Y)合金在1 250 ℃静态空气中的循环氧化行为,采用SEM, XRD及EDX分析技术研究了合金表面氧化膜的性质和特点。结果表明合金表面生成的氧化膜成分以α-Al2O3为主,合金表面粗糙度对Fecralloy合金表面氧化膜的完整性有重要的影响。讨论了合金表面氧化膜开裂和剥落的特点。     

铁基高温金恒温氧化行为研究

采用OM,XRD及SEM/EDX研究了铁基高温合金GH 1140的高温静态空气氧化行为,得到了该合金的氧化动力学曲线、氧化膜形貌及其相组成,评价了合金的抗氧化性能并分析了其氧化机理.结果表明:铁基高温合金GH1140在750～900℃时氧化动力学遵循抛物线规律,无氧化膜剥落;在950℃氧化时氧化动力学近似遵从直线规律,且有少量氧化膜剥落;合金氧化过程中有内氧化现象发生,生成的氧化膜以Cr2O3为主;该合金可满足850℃以下高温使用要求.     

含铼镍基单晶高温合金在900℃的循环氧化行为

采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)及能谱(EDAX)等手段,研究了一种含铼镍基单晶高温合金在900℃的高温循环氧化行为.结果表明,在氧化初期合金的氧化质量增加较快,随着氧化时间延长氧化增重和失重交替进行,氧化动力学曲线不符合抛物线规律.高温氧化期间,合金发生明显的外氧化和内氧化,900℃氧化形成的氧化膜由三层组成,外层氧化膜由NiO、A12O3和(Ni,Co)Cr2O4组成;中间层为平直的CrTaO4及AlTaO4层;内层氧化物为Al2O3.在合金的氧化期间,分布在中间层的富Re、Ta和W相可抑制基体中Al向外扩散,并抑制氧化膜的生长,使氧化速度降低.     

GH3535合金700℃恒温氧化行为研究

利用增重法,研究了GH3535合金在700℃/700 h下的恒温氧化行为。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)和同步辐射荧光(SRXRF)分析技术研究了GH3535合金高温氧化膜的氧化动力学、形貌及氧化物的组成。结果表明,GH3535合金在700℃/700 h氧化后表面氧化膜无明显剥落,氧化动力学曲线遵循立方规律,氧化膜厚度为5μm左右,无内氧化现象发生。700℃下,GH3535合金属于完全抗氧化等级。合金表面生成的氧化膜成分以Ni O、Cr2O3、Ni Cr2O4和Ni Mn2O4为主。     

Haynes230合金在1100℃的恒温氧化行为

利用SAXD和SEM(EDAx)研究了Haynes 230合金在1100℃的恒温氧化行为.结果表明:氧化膜主要由Cr2O3和(Ni、Mn、Cr)3O4组成.随着氧化时间的延长,形成了多层氧化膜.外部的(Ni、Mn、Cr)3O4氧化膜可以阻止内部Cr2O3氧化层的挥发.氧化增重近似遵循抛物线规律.由于Cr和Mn的快速向外扩散,靠近氧化膜的基体化学成分发生变化,从而导致合金表层组织恶化,形成沿晶界分布的富Al的内氧化物、孔洞以及无碳化物区域.     

Nb-Ti-Si基多元合金在1250℃下的氧化行为

用真空自耗电弧熔炼法制备了成分为Nb-22Ti-16Si-6Cr-3Al-4Hf-1.5B-0.06Y(原子分数,%)的合金锭.在1250 ℃下分别进行5,10,20,50和100 h的高温氧化实验.采用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪分别对该合金氧化膜相组成和基体的氧化组织进行了检测和分析.结果表明:氧化5 h后的氧化产物为SiO2,TiO2,Nb2O5,Ti2Nb10O29和TiNb2O7;随着氧化时间的延长,各氧化产物在高温下发生固相反应,Nb2O5和Ti2Nb10O29的数量不断减少,而生成大量的TiNb2O7.能谱成分分析表明,氧化后合金基体内生成了大量TiOx和HfO2,TiOx主要分布在(Nb,Ti)5Si3与铌基固溶体Nbss的交界处;而HfO2则分布在(Nb,Ti)sSi3中,其形貌为针状.氧化50 h后,基体中(Nb,Ti)sSi3与Nbss的交界处出现块状的HfO2.     

Cr20Ni80合金1200℃恒温氧化行为

通过静态氧化法研究了Cr20Ni80电热合金在空气中电加热到1 200℃的恒温氧化行为。使用无纸记录仪记录了Cr20Ni80合金两端电流电压的变化,扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分析研究了氧化60、120h的氧化膜表面与截面形貌、表面氧化膜的相组成以及氧化层中元素分布情况。结果表明,Cr20Ni80合金在1 200℃下的氧化过程符合氧化过程的三阶段理论。氧化60h正处于氧化的第二阶段,氧化产物区分为三层,最外层主要包括NiO与NiCr_2O_4,中间层为Cr_2O_3,最内层为SiO_2内氧化层,其中最外层基本剥落。氧化120h为氧化的第三个阶段初期,此时,氧化膜剥落严重,Cr20Ni80合金丝即将断裂。     

Ni-Cr-W高温合金渗铝涂层1100℃恒温氧化行为

系统地研究了Ni-Cr-W高温合金铝覆涂层在1100℃的恒温氧化行为。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等技术对试样进行观察与分析。结果表明,铝覆涂层的氧化动力学曲线分为初期快速氧化阶段和中后期缓慢平稳氧化阶段。在整个氧化过程中,铝覆涂层表面形成的氧化物经历了由晶须状的θ-A12O3→等轴的α-A12O3→α-A12O3→颗粒状α-A12O3→颗粒状团聚α-A12O3变化过程。碳化物在氧化初期可有效阻止由Ni和Al元素的互扩散所引起的涂层退化。     

TiAl合金750℃下疲劳小裂纹行为研究

研究Ti-46Al-4Nb-1.8Cr-0.2Ta合金在高温下小裂纹的萌生和扩展行为。选用光滑板材试样在原位试验机上进行750 ℃、应力比R=0.1、频率为4 Hz的疲劳试验,并使用扫描电镜对裂纹微观形貌进行观察。结果表明：片层组织TiAl合金的疲劳裂纹最易在片层团界萌生,疲劳过程中伴随较大的微观塑性变形,并在片层团界及片层间萌生大量裂纹,疲劳裂纹扩展试样半圆形缺口根部与水平方向呈45°的应力集中区域最易萌生裂纹,主裂纹通过疲劳过程中产生的片层团界裂纹、片层间裂纹合并而成,并沿与载荷方向垂直的方向扩展。在疲劳裂纹扩展后期,裂纹为穿层扩展断裂。     

纳米化对K38G合金900℃涂盐热腐蚀行为的影响

通过磁控溅射方法在K38G合金上沉积了一层与其同成分的纳米晶涂层。研究了铸态肥8G合金及其纳米晶涂层在900℃的涂盐(盐的成分为75％Na2SO4 25％K2SO4)热腐蚀行为。结果表明：当涂薄盐膜时(0．8mg／cm^2)，纳米晶涂层表面生成一层连续的Al2O3膜，消除了内硫化；当涂厚盐膜时(3mg／cm^2)，纳米晶涂层表面氧化产物为Al2O3、Cr2O3和TiO2混合氧化物，虽然没有消除内硫化，但纳米晶涂层仍然提高了合金的抗热腐蚀性能。并讨论了纳米晶涂层的抗热腐蚀机理。     

沉积硫酸盐对Fe-20Cr合金800℃氧化行为的影响

采用动力学测量、SEM、X-射线等手段研究了沉积硫酸盐对Fe-20Cr合金800℃氧化行为的影响.结果表明,沉积盐引起Fe-20Cr合金加速氧化.     

Ni3Al-Mo合金1100℃初期高温氧化行为研究

研究了Ni3Al-Mo合金在1100℃下暴露时间为1h的氧化行为,利用扫描电子显微镜(SEM)、能量衍射谱(EDS)和X射线衍射等手段观察分析了氧化层的表面形貌、微观组织结构成分,并结合氧化动力学曲线分析,探明了Ni3Al-Mo合金1100℃高温氧化初期的氧化机理。研究结果表明,在1100℃氧化初期(1 h内),Ni3Al-Mo合金表面氧化层中存在一个富Mo层,并随着时间延长而增厚,表明合金中Mo元素没有发生氧化挥发。1100℃时Ni3Al-Mo合金试样表面形成NiO+富Mo层+NiAl2O4多层结构氧化层。随着氧化时间的增长,形成NiO层的颗粒逐渐增大,氧化层孔隙增多变得疏松,与基体结合力减弱,试样从炉中取出,在冷却过程中由于NiO氧化层热膨胀系数大,致使氧化层翘曲并剥落。