Ti3Al基合金在700～850℃空气中的循环氧化行为

研究了2种成分相近的Ti3Al基合金(Ti-24Al-14Nb-3V-0.5Mo-0.3Si(摩尔分数)及Ti-24Al-14Nb-3V-0.5Mo-0.6Si在700～850℃空气中的循环氧化行为;重点考察了合金的循环氧化动力学行为;结合SEM/EDX及EPMA分析了循环氧化后样品的表面、断面微观形貌及断面成膜元素面分布.结果表明:2种合金在各氧化温度下表面生成了Al2O3和TiO2混合氧化物,Al2O3主要分布在最外层;在700℃下2种合金具有较好的抗循环氧化性能,而在800℃及以上的温度条件下,表面氧化膜易于开裂和剥落;合金在较高温度下表面氧化膜失效方式为膜层中微裂纹的复合及由于这一过程的反复进行而导致的氧化膜间物理分层开裂.     

含铝Ti3SiC2在1 100℃和1 200℃空气中的循环氧化行为

采用热压n(TiC):n(n):n(Si):n(Al)=2:1:1:0.2的混合粉末制备了高纯度、固溶有铝的Ti 3SiC2.研究了该材料在1 100℃和1 200℃空气中的循环氧化行为.结果表明,含铝Ti3SiC2的循环氧化可以分为氧化层的形成、致密和稳定.40次循环后,试样表面形成6～10 μm的致密氧化膜,其主要由固溶的铝所形成的a-Al2O3组成,并含少量的SiO2和TiO2.这种致密氧化膜有利于提高Ti3SiC2的氧化性能.热应力计算表明,氧化层内部存在很大的压应力.     

High-temperature oxidation behavior of Ti3Si（1-x）AlxC2 in air

The oxidation behaviors of bulk Ti3Si（1-x）AlxC2 prepared by hot pressing were investigated. The results show that the isothermal oxidation behavior of Ti3SiC2 obeys a parabolic law between 900 and 1 100 ℃ and follows a two-step parabolic rate law between 1 200 ℃ and 1 300 ℃. The cyclic oxidation behavior of material is assumed to obey a three-step parabolic rate law at 1 100 ℃ and 1 200 ℃. The calculated activation energy of isothermal oxidation is 101.43 kJ/mol. The oxide layers which consist of a mass of α-Al2O3 and little TiO2 and SiO2 are observed on Ti3SiC2 as a dense and adhesive protect scale. The oxidation mechanism varies with the additive aluminum that greatly improves the oxidation resistance of Ti3SiC2.     

Fe-Ni合金在600 ℃空气中的氧化行为

采用称量法研究了两种Fe-Ni合金（Ni含量分别为5%和9%,质量分数）在600 ℃静态空气中的高温氧化行为,对比分析了两种合金的氧化动力学特征,采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和能谱分析（EDS）等手段分析了表面氧化膜的物相组成及显微结构。结果表明：Fe-5%Ni和Fe-9%Ni合金在 600 ℃空气中的氧化行为基本类似,氧化前期Ni-5合金质量增加量较高,16 h后发生逆转,其氧化动力学遵循近似抛物线规律,表明氧化膜内的离子扩散过程受氧化过程控制。两种合金的表面氧化膜均由Fe3O4 和 Fe2O3 组成,同时含有尖晶石相(Ni, Fe)3O4。Ni-9合金氧化膜中尖晶石相含量相对较高,是导致氧化质量增加发生逆转的主要原因。     

CuBiAl合金在700—900℃空气中的氧化行为

采用金相试验、扫描电影能谱和热重分析法研究了CuBiAl合金在高温空气中的氧化行为,结果表明,在700～900℃空气中CuBiAl合金的氧化优先在不同组织的界面处发生,而且铜比铝更容易被腐蚀掉。     

Ti3AlC2陶瓷在空气中的高温氧化行为

采用热压烧结法,在1450 ℃保温2 h制备Ti3 AlC2陶瓷,研究其在1000 ℃空气中的断续氧化行为.结果表明,Ti3AlC2在1000 ℃的空气中氧化30 h后,动力学曲线服从抛物线规律.氧化层厚度约为350 μm,由多层组成,从外到内依次为TiO2的富集层,TiO2和Al2O3的富集层,TiO2、Al2O3以及还有少量孔洞层,Al2O3富集层.整个氧化过程主要由Al3+和Ti4+的向外扩散和O2-的向内扩散组成.     

铸造镍基合金K444在900℃空气中的长期氧化行为

用热重法研究镍基高温合金K444在900℃下氧化1000 h的动力学。结果表明,K444合金氧化动力学遵从抛物线规律,以x射线衍射、扫描电镜和能谱分析及电子探针成分分析测定氧化膜的组成,结果表明氧化膜由多层组成,外层为TiO₂,内层以Cr₂O₃为主还包括内氧化层和贫Υ′层。观察到沿晶界偏聚的碳化物氧化,提出了氧化饥制。     

Ti3SiC2在900℃与1000℃下的热腐蚀行为

研究了Ti3SiC2三元层状陶瓷材料在900和1000℃下由Na2SO4盐膜引起的热腐蚀行为，用XRD及SEM分析了腐蚀产物膜的成分、结构和形貌等。实验表明，腐蚀膜由TiO2和SiO2混合组成：在结构上明显地分成两层，外层晶粒粗大且多孔，内层晶粒细小且致密。Ti3SiC2与熔融盐接触时遭受较严重的腐蚀。     

Fe-Y合金在800℃空气中的氧化行为

研究了Fe-5Y和Fe-10Y合金在800℃空气中的氧化行为。结果表明：二元Fe-Y合金氧化动力学曲线不规则,此温度下Fe-10Y合金的氧化速率高于Fe-5Y合金的氧化速率。Fe-5Y合金及Fe-10Y合金形成了相似的氧化膜结构,且它们都发生了内氧化现象。同时合金未形成单一的Y₂O₃层,这归结于Y在Fe中非常低的溶解度及合金中两相共存而阻碍了Y通过合金向外扩散。     

TA2表面等离子渗铌合金层在700~900 ℃的氧化行为

采用双辉技术在TA2基体表面渗入铌形成结构致密、与基体形成冶金结合的钛铌合金层。结合XRD、SEM及EDS等手段分析渗铌和未渗铌TA2试样分别在700、800、900℃的高温氧化行为。实验结果表明:随着氧化温度的提高,氧化增重增加,渗铌比未渗铌的氧化增重降低,抗高温氧化性能改善,特别在900℃铌的作用明显;对渗铌和未渗铌TA2在900℃分别氧化20、40、100 h后氧化层的表面及截面进行分析,获得对合金层成分、结构、氧化性能之间关系的认识。钛铌合金层高温氧化后的氧化层是由三部分组成:外层是由高浓度合金层氧化而形成,其氧化产物主要是Nb2O5/TiO2,中间层主要由TiO2/TiO和Nb2O5组成,内层是分布着条状的富铌相。     

Ni—Ti合金在650—850℃空气中的氧化行为研究

研究了Ni,Ni－5Ti,Ni－10Ti及Ni-15Ti(质量分数,％,下同）合金在650－850℃空气中的氧化行为。结果表明,在650℃氧化时,Ni-Ti合金的氧化速率明显优于纯Ni,合金表面形成连续的TiO2为主的氧化膜;随着氧化温度的升高,Ni-Ti合金的氧化速率逐渐增加至接近或大于纯Ni,合金表面形成由NiO,NiTiO3和TiO3组成的外氧化层,同时沿合金基体发生Ti的内氧化。在Ni-10Ti和Ni－15Ti合金（内）氧化前沿,原始合金的二相组织已退化成单相组织。进一步讨论了合金氧化机制。     

石墨含量对镍基高温合金在900 ℃氧化行为的影响

采用粉末冶金方法制各不同石墨含量(0%、3%、6%)的镍基高温合金,研究合金材料在900℃和100 h下的恒温氧化行为,用扫描电镜和X射线衍射对其氧化表面形貌和成分进行观察和分析.结果表明:石墨含量较低(0%,3%)时,镍基合金氧化动力学符合抛物线规律,表面氧化膜无剥落;石墨含量为0%的合金氧化膜由Cr2O3和NiCr2O4组成,石墨含量为3%的合金氧化膜由Cr2O3组成,当石墨含量增加到6%时,大量石墨的氧化分解导致合金初始氧化严重,石墨分解后的孔洞加速氧化反应过程.根据氧化膜的组成分析了合金的氧化机制.     

三元Cu-Ni-Fe合金在700-900℃空气中的氧化

研究了三元双相Ｃｕ－３０Ｎｉ－２５Ｆｅ合金在７００－９００℃空气中的氧化,在相同温度下合金的氧化速度都低于纯铜的,７００－８００℃的氧化动力学为抛物线规律,在９００℃初期为抛物线规律,后期变为线形规律,氧伦膜最外层为乎纯的氧化铜;内层是由三种金属组元的氧化物及组元间的复合氧化物所构成的混合区域,另外,在外氧化膜下面发生了Ｆｅ和Ｎｉ的内氧化,而内氧化区前沿的合金中仍保持为双相结构,该合金中难以发生Ｆ     

9Ni钢铸坯在900～1250℃空气中的高温氧化行为

采用热分析-质谱仪联用系统,结合场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、场发射电子探针显微镜(FEEPMA)、X射线衍射(XRD)等表面测试技术及FactSage10.0热力学软件研究了9Ni钢铸坯在900～1250℃的氧化热、动力学行为。结果表明：9Ni钢在900～1250℃区间的恒温氧化,基本都遵循抛物线规律,氧化速率受金属离子在氧化膜中的扩散控制;Ni在内氧化层中以FeNi3和NiFe₂O₄形式存在,在内外氧化层交界处则以Ni单质富集,且与Fe的氧化物相互缠结;9Ni钢铸坯发生晶界高温腐蚀主要是由于Si氧化后生成的SiO₂会与铁氧化产物FeO反应形成Fe₂SiO₄ (铁硅橄榄石),当温度高于其共晶温度(约1170℃),铁硅橄榄石呈液态是由于向基体中的奥氏体晶界进行不规则渗透所致。     

Cu-Ag合金在650～750℃空气中的氧化

研究了含25,50与75wt%Ag的Cu-Ag合金在650～750℃空气中的氧化。结果表明,在所有的情况下合金均生成氧化铜的外氧化膜,其下为由Ag与Cu2O组成的混合内氧化带。对Cu-50Ag与Cu-75Ag合金在其内氧化带前沿尚出现含Cu的Ag基固溶体的单相层。合金氧化时Ag以金属态留下,在金属Cu的消耗带中自然地成为惰性标记。也有少许细Ag颗粒嵌入生成的外氧化膜中,纯Cu和三种合金的氧化都遵循抛物线规律,其氧化速率常数随合金中Ag含量的增加而降低,从多侧面讨论合金的双相组织对其氧化过程的影响。     

IMI834和Ti—1100在550℃～750℃高温下的氧化行为

利用Ｘ射线衍射，扫描电镜及电子探针观察并分析了ＩＭＩ８３４和Ｔｉ－１１００高温钛合金在５５０℃～７５０℃在气下的氧化层的结构、形貌及成分分布。结果表明：ＩＭＩ８３４和Ｔｉ－１１００合金在６００℃～７５０℃区间表现出抛物线氧化规律。氧化层表面形成的Ａｌ２Ｏ３保护膜阻挡了氧的渗透，降低了氧化速度；Ｎｂ元素有利于改善氧化层的性质，提高高温钛合金的抗氧化性。合金氧化所吸收的氧除形成ＴｉＯ２氧化层外，还溶解     

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。     

添加Nb2O5对Al2O3/TiAl基复合材料在900℃空气中氧化行为的影响

利用热压工艺制备了添加2%、6%和10%Nb2O5的A1203/TiAl基复合材料,并研究了该材料在900℃空气中的高温氧化行为.结果表明:随着Nb2O5含量的增加,复合材料的氧化速率明显下降,其氧化动力学曲线近似于抛物线规律;所有材料氧化120 h后均形成了多层的氧化膜;Nb在表层的富集起到了扩散障的作用,既阻挡了氧原子的继续渗入,也阻碍了Ti原子向外扩散,使得复合材料的抗氧化性能随Nb:O5含量的增加而提高.     

Cu元素对Ti-16.28Si合金在900℃下氧化机制的影响

采用高能球磨一冷压一真空烧结工艺制备了Ti-16．28Si、Ti-15．46Si-5Cu和Ti-14．65Si-10Cu3种合金,并在900℃下空气气氛中对其进行高温氧化实验。通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）以及x射线衍射仪（XRD）对烧结和氧化后合金样品的形貌、微区成分及物相组成进行分析,研究Cu元素对Ti-16．28Si合金在900℃下氧化机制的影响。结果表明：烧结后3种样品中主要含有Ti、Ti,Si3、Ti,Si4相,含Cu元素的样品中则出现了Cu,Si相且致密度随Cu含量升高而升高。900℃下氧化80h后,合金样品表面的主要物相为TiO2,同时含有少量的SiO2、Ti3O5、CuO或Cu2O等相。3种合金中,Ti-16．28Si合金的氧化膜表层基本上都是TiO2,抗氧化性能最好;其余2种合金的抗氧化性能稍低,Cu元素的加入降低了合金在900℃下的抗氧化性能。     

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．