Co-20Re-25Cr-7Al合金在3.0×10-5Pa低氧压下的氧化行为研究

为探究在低氧压高温环境中添加少量的Al是否对Co-Re基高温合金形成保护性的Cr₂O₃氧化膜具有协同效应,研究了Co-20Re-25Cr-7Al合金在1 100～1 300℃,3.0×10^-5 Pa O₂下氧化24 h的恒温氧化行为。结果显示：合金的氧化动力学曲线完全符合抛物线规律,其氧化激活能为242.3 kJ/mol。合金在1 100～1 300℃形成的氧化膜很类似,主要由连续致密的Cr₂O₃层组成,其上分布着少量的CoO和CoCr₂O₄尖晶石。与相应的Co-20Re-25Cr三元合金相比,Co-20Re-25Cr-7Al四元合金形成的具有保护性的Cr₂O₃层在氧化过程中可以防止合金中的Re元素以ReO₃的形式挥发,从而为合金提供更好的保护。7%Al的添加不足以使Co-20Re-25Cr-7Al合金发生Al的选择性外氧化,因此在外氧化膜下面形成...     

EB—PVD制备微晶Ni-11．5Cr-4．5Co-0．5Al合金薄板800℃氧化行为研究

对EB—PVD制备微晶Ni-11．5Cr-4．5Co-0．5Al合金薄板在800℃空气中氧化行为进行研究，采用SEM对氧化试样的表面和截面形貌进行研究，小角XRD和EDAX对其相和成分分布进行分析。氧化物主要由NiO，Ni（Al，Cr）2O4和Cr2O3组成，在长时间氧化后在氧化物和基体界面出现Al2O3内氧化层；细晶Ni-11．5Cr-4．5Co-0．5Al合金氧化动力学符合立方规律而非抛物线规律；与粗晶材料相比，细晶材料氧化产物晶粒细小，其高密度的晶界成为短路扩散的途径。     

Hf对Pt改性γ’-Ni3Al单相磁控溅射层氧化行为的影响

γ＇-Ni3Al高温合金表面溅射纳米晶涂层和铂改性γ＇＋γ＇涂层的成分、结构与基体相近,涂层脆性、相容性等改善明显,但有关改性层抗高温氧化性的研究有待深入。通过磁控溅射方法在γ＇-Ni3Al基高温合金表面沉积Ni3（Al,Hf）纳米晶涂层,在溅射层表面电镀1．5μm的Pt,1150℃扩散退火1h,得到Pt＋Hf改性的γ＇-Ni3Al单相涂层,不含Hf的涂层中没有明显的浓度梯度,而含Hf涂层中则有明显的浓度梯度。通过场发射扫描电镜（EFG—SEM）、X射线衍射（XRD）、电子探针（EPMA）和能谱（EDX）分析了涂层的结构与成分,考察了Pt改性γ＇-Ni3Al单相涂层在l050oC下空气中的氧化行为。结果表明：不合Hf的涂层生成外层为NiAl2O4、内层为Al2O3的复合氧化膜,含Hf的涂层均生成单一的Al2O3膜,Hf促进了Al的选择性氧化。适当含量的Hf降低了Pt改性γ＇-Ni3Al涂层的氧化速率,但是过高含量的Hf则使得涂层的氧化速率升高。     

大块非晶合金Zr55Cu30Al10Ni5及其晶态合金的氧化行为研究

采用DSC、TGA、XRD等实验手段研究了大块非晶合金Zr55Cu30Al10Ni5各种状态的氧化行为。结果表明非晶态样品的氧化速率最快,稳定晶化态样品的氧化速率最慢,这说明晶态相Zr2Cu具有良好的抗氧化性。非晶态和晶态样品的氧化动力学均遵循线性规律。     

La对FeCrAl合金箔材抗高温氧化性能的影响

采用真空感应熔炼的方法制备了系列FeCr20Al5-La和未添加稀土的FeCr20Al5合金，经锻造、热轧、冷轧等工序制得厚度为60μm的合金箔材，并研究了其高温抗氧化性能。采用SEM和TEM观察了氧化膜的显微组织和结构，结果表明，添加稀土La可明显改善FeCrAl合金的抗高温氧化性能。     

稀土Y对激光熔覆Inconel 625合金抗高温氧化和热腐蚀性能影响

目的 分析稀土Y添加对激光熔覆Inconel 625组织和性能的影响规律,为严苛服役环境条件下的改性Inconel 625合金设计和制备提供借鉴。方法 采用真空气雾化工艺,制备含有0.1%(质量分数)Y的IN625-Y粉末,并使用激光熔覆工艺分别制备了IN625和IN625-Y的熔覆试样。对比研究二者在组织和力学性能上的差异,分析稀土Y添加对激光熔覆IN625试样表面氧化膜组成、抗高温氧化、模拟烟气及熔盐热腐蚀性能变化趋势的影响。结果 IN625合金和IN625-Y试样的显微组织主要由灰色富含Ni和Cr的γ-Ni基体相和枝晶组成,而IN625-Y试样晶粒组织更为细小,且有少量Laves相析出。IN625-Y和IN625试样的显微硬度分别为(268.8±3.1)HV0.3和(265.2±3.2)HV0.3,屈服强度、抗拉强度和延伸率分别从(430.1±20.8)、(753.2±19.1)MPa和(37.6±3.4)%,提升到(433.8±21.8)、(774.8±10.4)MPa和(39.2±1.1)%。激光熔覆IN625-Y试样的高温氧化增重和气氛熔盐条件下的热腐蚀增重速率均小于未添加稀土Y的IN625试样。结论 基于稀土Y添加对IN625熔覆组织的晶粒细化和洁净化作用,添加稀土Y能整体提升IN625试样的力学性能。激光熔覆IN625-Y试样表面能形成致密且稳定的Cr2O3氧化膜,具有更强的抗高温氧化性能,能更好地抵御SO2气体及NaCl/Na2SO4熔盐的热腐蚀。     

稀土Sc、La对ZL205A合金铸态组织和时效行为的影响

目的 研究分别添加质量分数为0.1%的微量稀土Sc和稀土La元素对ZL205A合金显微组织和时效析出行为的影响。方法 通过金属型重力铸造法,向ZL205A合金中分别加入质量分数为0.1%的稀土Sc和质量分数为0.1%的稀土La元素,制备得到不添加稀土、添加稀土Sc和添加稀土La的ZL205A合金。通过对比分析显微组织,得出不同稀土元素对ZL205A合金显微组织的影响。对3组合金进行T5热处理,分析不同稀土元素对ZL205A合金热处理后组织的影响。将3组合金在155 ℃温度下进行1~20 h的时效,对比分析不同稀土元素对ZL205A合金时效硬化过程的影响。结果 添加质量分数为0.1%的稀土Sc使ZL205A合金中出现了难溶的AlCuSc相,添加质量分数为0.1%的稀土La使ZL205A合金中Al2Cu相数量增多。稀土Sc的添加未改变ZL205A合金达到峰值时效硬度的时间(8 h),但峰值时效硬度由154HV降低至141HV;稀土La的加入使ZL205A合金达到峰值时效硬度的时间由8 h延迟至14 h,但峰值时效硬度由154HV提高至161HV。结论 添加质量分数为0.1%稀土La的ZL205A合金比添加质量分数为0.1%稀土Sc的ZL205A合金具有更好的强化效果。     

Fe30Mn5Al合金氧化改性层的电化学腐蚀性能

将Fe30Mn5Al合金在800℃空气中循环氧化160h,在氧化层与基体之间获得厚度约为15μm的贫Mn,富Fe铁素体层,研究氧化改性贫Mn层对Fe30Mn5Al合金电化学腐蚀性能的影响。结果表明:在1mol·L-1 Na2SO4溶液中,与原始合金相比,贫Mn层的阳极极化曲线呈自钝化,自腐蚀电位Evs SCE从-750mV提高至-130mV,钝化电流密度ip从310μA/cm2下降至29μA/cm2;电化学交流阻抗谱(EIS)的容抗弧直径及|Z|值增加,相位角平台变宽,利用等效电路Rs-(Rt//CPE)拟合的极化电阻Rt由2.7kΩ·cm2增至9.9kΩ·cm2;贫Mn层比合金基体具有更好的抗蚀性能。     

AZ31和稀土镁合金微弧氧化膜的对比研究

在相同的工艺参数下制备了AZ31和Mg 10Gd 2Y-0.4Zr稀土镁合金微弧氧化膜层.利用SEM、XRD和EDS对两种陶瓷膜层的组成、微观形貌和元素组成进行了表征;通过电化学测试和盐雾试验评价了两种陶瓷膜层的耐蚀性能;利用显微硬度仪研究了两种陶瓷膜的显微硬度.结果表明:两种陶瓷层的厚度、表面形貌和致密性相似;陶瓷膜由MgO和Mg2SiO4组成,其中MgO为主晶相;与AZ31镁合金陶瓷膜相比,稀土镁合金陶瓷膜中的MgO含量增多,Mg2SiO4含量减少;两种镁合金表面陶瓷化后的耐蚀性和硬度大大提高,AZ31镁合金陶瓷膜耐蚀性优于稀土镁合金陶瓷膜,稀土镁合金陶瓷膜的硬度高于AZ31镁合金陶瓷膜.     

微量Ce对亚快速凝固Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响

通过DSC,XRD,SEM,EDS,静拉伸实验等材料分析方法研究了Ce对亚快速凝固方式铸造Al-Zn-Mg-Cu合金显微组织与力学性能的影响,探求合理的均匀化热处理工艺。结果表明,添加Ce能减小合金枝晶间距,细化晶粒,消除分散缩孔,起到细晶和净化的作用。添加Ce使合金低熔点共晶相的初熔温度降低3℃,相同均匀化条件下微量Ce能促进低熔点共晶相溶入基体,改善合金的均匀化效果。合金A的均匀化温度应低于480℃,合金B的均匀化温度应低于470℃,添加Ce降低了合金的均匀化温度,提高均匀化效率。添加Ce还大幅度提高了合金抗拉强度。     

La对Ni-Cr-W-Mo耐热合金1173K恒温氧化行为的影响

研究了不同La含量Ni-Cr-W-Mo耐热合金的1173 K恒温氧化行为.结果表明:La能明显提高合金的抗氧化能力.不同La含量合金的抗氧化性能从劣到优依次为:La含量为0%、0.048%、0.026%、0.087%.添加超过0.026%的合金由于析出La化合物,使La的固溶量未呈线性增加,而在0.048%处出现拐点.氧化中由于La化物不参与氧化,因此合金的抗氧化能力主要取决于La在合金中的实际固溶量,固溶的La形成LaCrO3是La提高合金抗氧化能力的主要原因.LaCrO3在氧化物晶界处的偏聚阻碍了Cr3+的扩散,并可作为MnCr2O4异制形核的核心,促进细小的MnCr2O4生成并弥散分布于Cr2O3之间,形成混合氧化膜,提高了氧化膜的粘附性,亦成为提高抗氧化能力的因素.     

溅射Ni-0.5Y涂层氧化动力学及稀土效应研究

研究了纯镍及其表面磁控溅射Ni-0．5Y微晶涂层在1000℃空气中的恒温氧化和循环氧化行为。通过扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对涂层以及表面NiO氧化膜的形貌和结构进行了研究。此外，还用激光拉曼(Raman)谱对两种样品表面NiO氧化膜内应力大小进行了测量。结果表明，Ni-0．5Y微晶涂层与基体镍相比有更低的氧化增重速率，表面NiO氧化膜的晶粒尺寸明显减小，膜的高温塑性得以改善。同时，氧化膜内的压应力水平也有所降低，因而改善了NiO氧化膜的粘附性和保护性。磁控溅射涂层的微晶结构以及稀土元素钇的存在均有助于提高涂层的抗高温氧化性能。     

Effect of yttrium on elastic strains and fracture of Cr2O3 scales on Ni-30Cr alloys

It has long been known that the addition of so-called reactive elements, such as Y, to alloys forming chromia scales improves the protectiveness of those scales by reducing the rate of scale growth and by reducing the tendency of the scales to spall during thermal cycling. It has been suggested that reduced spallation might arise from better scale adherence or from improved resistance to fracture.

In this study Ni-30Cr and Ni-30Cr-0.5Y alloy samples were oxidized at 1000°C in pure O₂ for various times, then were either furnace cooled to room temperature, or thermally cycled between 1000°C and different lower temperatures. Scale fracture events, which are detected by acoustic emission, were collected throughout the experiment. An in situ X-ray diffraction technique was used to measure the elastic strains in the oxide scales at the isothermal scale growth temperature and at several temperatures during cooling.

These measurements found higher elastic strains in the Cr₂O₃ scales, during both isothermal oxidation and cooling, but for fewer cracking events, on the yttrium-containing alloy than on Ni-30Cr. We infer that the addition of yttrium increased the adherence of the scale to the substrate, since the scale was able to withstand higher elastic stresses.