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。     

含石墨镍铬基合金的高温氧化行为

利用热重分析法、X射线衍射法和扫描电镜研究了不同石墨含量(0%、3%、6%、9%)镍铬基高温合金在800℃、900℃和950℃下的高温氧化行为。合金在石墨含量较低,800℃、900℃氧化时,氧化增重基本遵循抛物线规律,表面氧化膜无剥落,在950℃氧化时表面氧化膜出现剥落,近似直线规律。900℃氧化时,含石墨0%、3%的合金氧化膜由Cr2O3和NiCr2O4组成。根据氧化膜的组成分析了合金的氧化机理。     

加氧处理对700℃级超超临界锅炉合金GH2984饱和蒸汽氧化行为的影响

采用氧化增重法、X射线衍射、扫描电子显微镜研究了不同溶解氧浓度下700℃级超超临界锅炉用GH2984镍基合金的750℃饱和蒸汽氧化行为,结果表明： GH2984合金在不同溶解氧浓度(10ppb、5ppm)的水蒸气中生成的氧化层均为单层结构,主要由连续Cr2O3和少量弥散或局部聚集分布着Al2O3、TiO2内氧化产物组成。加氧处理会造成GH2984合金氧化膜厚度增加和内氧化现象明显,并使得表面零散分布的Fe2O3瘤状凸起消失,转而生成更多富Cr瘤状凸起。另外,水中溶解氧浓度上升未引起GH2984合金表面Cr2O3氧化膜的加速挥发,但降低了氧化膜中的TiO2含量。     

Co基合金的短时高温氧化行为

利用SEM、XRD等设备研究了一种Co基合金的短时高温氧化行为。结果表明:随着氧化温度的升高和时间的延长,合金的短时氧化增重均呈上升趋势,在1100℃的氧化增重速率最大。合金在900℃氧化时,首先在表面形成CoO,继而形成Cr2O3与Al2O3的混合物,随着氧化时间的延长,Cr2O3与Al2O3的数量增多。合金在1000、1100℃氧化时,Cr2O3与Al2O3的数量减少,主要形成CoCr2O4尖晶石结构。     

GH80A经强流脉冲电子束改性后的高温氧化行为研究

目的 提高燃气轮机叶片材料镍基高温合金GH80A的抗高温氧化性能。方法 利用强流脉冲电子束（High-Current Pulsed Electron Beam, HCPEB）技术对GH80A合金进行表面处理。研究HCPEB辐照前后GH80A的微观结构变化及在850 ℃恒温氧化后的氧化动力学行为及氧化机制。利用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电子显微镜对HCPEB诱发的微观结构和氧化产物进行了表征。结果 HCPEB辐照后,GH80A合金表面发生熔化,形成厚约3 μm的重熔层,重熔层内形成大量的位错滑移,且晶粒明显得到细化。850 ℃高温氧化实验结果表明,氧化100 h后,原始样品氧化增重最大,生成的氧化膜较厚,且存在大量裂纹,所生成的Cr2O3发生了挥发,导致氧化膜疏松多孔,基体发生了严重的内氧化。HCPEB辐照20次后,样品氧化增重最小,100 h氧化后形成的氧化膜主要由外层TiO2和内层Cr2O3构成。外层连续致密的TiO2抑制了保护性氧化膜Cr2O3的挥发,因此生成的Cr2O3氧化膜连续、致密、无剥落,对基体起保护作用。结论 HCPEB辐照后,GH80A合金的抗高温氧化性能明显提升,20次辐照样品的抗高温氧化性能最佳。     

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．     

铸造镍基高温合金K447的高温氧化行为

用静态增重法测定了铸造镍基高温合金K447在700℃～950℃空气中的恒温氧化行为,其氧化动力学符合抛物线规律.在900℃以下为完全抗氧化级,在900℃～950℃为抗氧化级.X射线衍射、扫描电镜和能谱分析表明,K447氧化膜分为3层：外层是疏松的Cr2O3和TiO2的混合物,并含有少量的NiO及NiCr2O4尖晶石;中间层是Cr2O3;内氧化物层是Al2O3,并含有少量TiN.     

镍基单晶高温合金DD10的恒温氧化行为

采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)及能谱(EDX)等方法研究了不同钴含量的两种镍基单晶高温合金在900,1000和1100 ℃的恒温氧化行为。研究发现,增加合金中的Co含量,会降低合金的扩散激活能,引起氧化速率的略微增加。在900和1000 ℃氧化时符合抛物线规律,氧化膜分为3层：外层主要由Cr2O3和TiO2组成;中间层是很薄的CrTaO4和Ta2O5氧化层;内层是连续的Al2O3氧化层。在1100 ℃时氧化膜的严重剥落和CrO3的挥发使增重曲线略微偏离抛物线规律,生成了NiCr2O4, CoAl2O4, CoNiO2和Co2TiO4等尖晶石相,并发生了内氮化     

表面纳米化对1Cr17不锈钢耐氧化性的影响

用热重仪（TGA）、X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及其能谱（EDX），研究了表面纳米化对1Cr17不锈钢在700℃水蒸气中耐氧化性的影响。氧化动力学表明，在氧化开始阶段，表面纳米化后氧化速度高于原始样品，与传统喷丸处理后的耐氧化性能相当，但在氧化2小时时就很快达到钝化，氧化速度明显低于原始样品和经传统喷丸的样品。无论是否纳米化处理和经过传统喷丸处理，高温氧化时都在表面部形成T（FeCr）2O3型氧化物。但表面纳米化后由于表层高密度的晶界为Cr原子的扩散提供了快速通道，使得（FeCr）203型氧化物中Cr的浓度迅速提高，形成了致密的Cr2O3层，使得耐氧化性能提高。     

表面纳米化对1Cr17不锈钢耐氧化性的影响

用热重仪(TGA)、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及其能谱(EDX),研究了表面纳米化对1Cr17不锈钢在700℃水蒸气中耐氧化性的影响.氧化动力学表明,在氧化开始阶段,表面纳米化后氧化速度高于原始样品,与传统喷丸处理后的耐氧化性能相当,但在氧化2小时时就很快达到钝化,氧化速度明显低于原始样品和经传统喷丸的样品.无论是否纳米化处理和经过传统喷丸处理,高温氧化时都在表面都形成了(FeCr)2O3型氧化物.但表面纳米化后由于表层高密度的晶界为Cr原子的扩散提供了快速通道,使得(FeCr)2O3型氧化物中Cr的浓度迅速提高,形成了致密的Cr2O3层,使得耐氧化性能提高.     

奥氏体耐热不锈钢310S的抗高温氧化性能研究

采用增重法研究了奥氏体耐热不锈钢310S在700、900和1 000℃空气中高温氧化动力学,并结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等手段,对氧化膜的形貌和组成进行了分析.结果发现,700℃时氧化速率比较稳定且氧化增重较小,其余温度下氧化增重较大且遵循抛物线规律.该钢中Cr在高温时容易形成FeO·Cr2O3、FeO·Fe2O3和尖晶石结构(FeCr2O4,NiCr2O4)等保护性氧化膜,是310S钢具有良好的抗高温氧化性能的重要原因.     

预氧化对Co-Al-W基高温合金高温氧化和热腐蚀行为的影响

将900℃常氧分压(900-PreO)、950℃常氧分压(950-PreO)和1000℃低氧分压(1000-LPreO)预氧化应用于Co-Al-W基高温合金,研究其高温氧化和热腐蚀行为,利用XRD、SEM和EDS表征了合金氧化层的结构和形貌特征。结果表明,采用900-PreO、950-PreO和1000-LpreO均可获得结构致密的预氧化层。1000℃氧化时,900-PreO预氧化层中的Cr2O3层进一步氧化而减薄,削弱了其对O及金属元素扩散的阻碍,致使氧化增重与未预氧化合金的情况相近;1000-LPreO预氧化生成的TiTaO4层易开裂,导致氧化层脱落严重,抗氧化性能较差;而950-PreO预氧化生成的CoCr2O4和Al2O3层致密且连续,氧化层的保护性强,氧化增重减缓。Co-Al-W基高温合金的热腐蚀中,950-PreO预氧化层中的CoWO4和Al2O3层阻止腐蚀介质进入合金基体,腐蚀增重锐减超过了80%。     

奥氏体耐热不锈钢310S的抗高温氧化性能研究

采用增重法研究了奥氏体耐热不锈钢310S在700、900和1000℃空气中高温氧化动力学,并结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等手段,对氧化膜的形貌和组成进行了分析。结果发现,700℃时氧化速率比较稳定且氧化增重较小,其余温度下氧化增重较大且遵循抛物线规律。该钢中Cr在高温时容易形成FeO·Cr2O3、FeO·Fe2O3和尖晶石结构(FeCr2O4,NiCr2O4)等保护性氧化膜,是310S钢具有良好的抗高温氧化性能的重要原因。     

Ni-Cr-W合金在1100 ℃的氧化膜演变

对新型Ni-Cr-W合金在1100 ℃下不同保温时间下的恒温氧化行为进行了研究。采用扫描电镜（SEM）以及能谱（EDS）对合金热暴露后的表面氧化膜形貌、元素含量以及合金基体的恶化情况进行了分析,表面氧化膜的相组成通过XRD进行确定。结果表明：在氧化初期（<3 h）,合金表面生成的单层氧化膜主要由Cr2O3组成,随着氧化时间的延长（>7 h）,在Cr2O3外逐渐形成了一层具有尖晶石结构的NiCr2O4。一旦外表面被均匀致密的尖晶石膜所覆盖,双层氧化膜NiCr2O4·Cr2O3便能有效的减慢合金基体被进一步氧化。合金亚表层的恶化形式包括晶界的内氧化、空洞以及无碳化物区的形成。合金中高的W含量并没有明显恶化合金的抗氧化性能。     

TC4合金双辉等离子渗Cr高温氧化行为

研究了双层辉光等离子渗Cr对TC4合金650、750、850℃恒温氧化性能的影响。结果表明：渗Cr后,表面梯度合金层显著提高了TC4合金的高温氧化性能,Ti-Cr互扩散层可有效阻止氧向基体扩散。氧化过程中,Ti、Cr向外扩散形成TiO2/Cr2O3氧化膜,其形态与氧化温度有关。850℃氧化100 h后,渗Cr试样表面形成致密Cr2O3膜,恒温氧化性能优于NiCrAlY热障涂层。     

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.     

钴基高温合金的循环氧化行为研究

研究了钴基高温合金K40S在950℃和1000℃的循环氧化行为。发现合金在950℃400h以内的抗循环氧化性能较好，合金在1000℃氧化50h以后因为表面氧化膜剥落开始出现失重现象。在1000℃循环氧化初期的产物主要为Cr2O3，其次为CoCr2O4和少量的CoO,400h以后，Cr2O3基本剥落，合金表面由于Cr的损耗又生成Cr2WO6、NiCr2O4以及挥发性的WO3氧化产物。添加Si和Mn元素使K40S合金抗循环氧化性能明显地比不含Si和Mn元素的DZ40M钴基高温合金优越。     

石墨含量对镍基高温合金在900°C氧化行为的影响(英文)

采用粉末冶金方法制备不同石墨含量(0%、3%、6%)的镍基高温合金,研究合金材料在900℃和100h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。     

镍基高温合金GH202表面纳米陶瓷涂层抗高温氧化性能研究

为了弥补高温合金抗高温氧化性能的不足,解决高温力学性能与抗高温氧化性之间的矛盾,在高温合金GH202合金表面增加含纳米高温陶瓷涂层CXM98-1,通过氧化动力学实验和能谱分析技术对涂层/基体合金体系的抗高温氧化性能进行了研究.实验结果得出:含纳米陶瓷涂层能有效的阻滞合金的高温氧化进程,极大的提高了合金的耐高温抗氧化性能.不论有无涂层,在900℃长时间扩散退火过程中,氧均通过涂层或金属表面向基体合金进行扩散,基体合金中的Cr、Al元素向涂层/基体合金界面上坡扩散,环境中氧原子通过涂层向基体合金扩散,在界面处靠涂层一侧主要形成Cr2O3扩散层,界面的基体一侧主要形成Al2O3晶间氧化层;有涂层与无涂层试样的区别在于氧的扩散速率和扩散通量存在快慢、大小的差别.     

磁控溅射和多弧离子镀制备Cr涂层Zr-4合金的微观结构和抗高温氧化性能

为了对比研究磁控溅射和多弧离子镀两种工艺制备的Cr涂层Zr-4合金微观结构和抗高温氧化性能,分别采用直流磁控溅射和多弧离子镀制备了Cr涂层Zr-4合金样品,在空气气氛中开展高温氧化试验研究。结果表明,磁控溅射制备的Cr涂层Zr-4合金样品表面光滑,Cr涂层沿着(211)晶面择优生长,而多弧离子镀制备的Cr涂层Zr-4合金样品表面存在大量的滴液,Cr涂层沿着(110)晶面择优生长。高温氧化试验结果显示,磁控溅射制备的Cr涂层Zr-4合金样品的氧化质量增加约为多弧离子镀的一半,氧化后的微观结构显示磁控溅射制备的样品还有约4 μm厚的残留Cr涂层,且O原子仅仅大量扩散到距表面约8 μm处,而多弧离子镀制备的样品表面Cr涂层全部被氧化,且O原子大量扩散到距样品表面约1 mm深处的Zr-4合金基体中。因此,磁控溅射制备的Cr涂层Zr-4合金具有更好的抗高温氧化性能。