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。     

Fe—Ni—Cr封接合金的高温氧化及氧化膜,氧化物晶须的结构

试验表明,Fe-Ni-Cr封接合金在高温湿氢气氛中氧化膜的生长受扩散控制,其主要组成为刚玉型的Cr_2O_3与尖晶石型的(Fe,Mn)O·Cr_2O_3。电子衍射及能谱分析证实,氧化过程中生长的晶须为(Fe,Mn)O·Cr_2O_3。     

碳和钇对Fe－Cr－Al合金500℃时效脆化的影响

测定了Ｆｅ－１５Ｃｒ－４Ａｌ合金在５００℃的时效脆化动力学，利用内耗，ＴＥＭ，ＥＰＭＡ和ＳＥＭ等手段研究了合金在时效后的组织变化和断裂行为．结果表明，时效脆化第一阶段（０－１００ｈ）主要是碳化物在α相晶界析出的作用，它损害界面结合，降低断裂应力，使塑性在时效０．２５ｈ后消失；第二阶段（１００－１０００ｈ）主要是富Ｃｒ－α＇相均匀析出的作用，它通过强化基体引起二次脆化．含０．２和０．４％Ｙ的Ｆｅ－１５Ｃｒ－４Ａｌ－Ｙ合金在固溶态下无Ｓｎｏｅｋ内耗峰，碳在α相中的浓度低于０．０００７％，这是碳原子被Ｙ_２Ｆｅ_（１７）相俘获的结果．因此，含钇合金在５００℃时效时不发生晶界碳化物析出，时效１０００ｈ后塑性无明显变化．     

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     

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．     

Fe－Cr－Al耐热合金的反常氧化与AlN的关系

试验发现，Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ合金发生反常氧化时出现了ＡｌＮ。研究表明，ＡｌＮ的形成不是Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ合金发生反常氧化的主要原因，但反常氧化易导致氮的侵入形成ＡｌＮ，而ＡｌＮ的形成会降低合金中自由铝的含量，因而加剧了反常氧化。     

钇离子注入对Co—40Cr（wt%）合金氧化行为的影响

研究了Co－40Cr（wt％）合金在空气中、1000℃下的恒温氧化和循环氧化行为。通过SEM／EDXA等测试手段,对合金表面形成的氧化膜进行了分析．并且,与合金表面离子注入3×1016Y ／cm2和3×1017Y ／cm2后的氧化行为进行了比较．结果表明,注钇和未注钇样品氧化后表面形成的都是纯Cr2O3膜,离子注钇明显改善了合金的氧化性能．其原因主要是稀土钇能以离子或细小氧化物颗粒的形式偏聚于Cr2O3晶界,通过阻碍氧化膜中Cr3＋阳离子向外扩散,降低了氧化膜的生长速率．同时,通过阻碍氧化膜／合金界面附近"kirkendall"空洞的形成,增强了氧化膜与合金基体之间的结合强度,提高了氧化膜的粘附性及合金的抗氧化性能．     

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。     

注入Ce+对预氧化的Ni20Cr合金1050℃氧化行为的影响

研究了Ni20Cr及经预氧化处理后的合金表面离子注入Ce^＋在1050℃空气中的氧化行为。结果表明，经0.5h和1h预氧化处理后的合金离子注入对其氧化行为的影响与合金表面直接注入的作用类似，可降低合金氧化速度和改善氧化膜粘附性，但所起作用的程度略有不同。     

Zr-Sn-Nb合金1000~1250℃蒸汽氧化后的微观组织

锆合金包壳管在核反应堆失水事故时发生高温蒸汽氧化而脆化破裂,该过程与锆合金的微观组织变化密切相关,因此,本文开展了Zr-Sn-Nb包壳管在1000~1250℃的蒸汽氧化试验,使用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等分析蒸汽氧化后的微观组织,并使用氧氮氢分析仪研究了氢含量的变化规律。结果表明:Zr-Sn-Nb合金蒸汽氧化层分为ZrO2、α-Zr(O)和Prior-β层。随蒸汽氧化时间增加,ZrO2和α-Zr(O)层厚度增加,同时α-Zr(O)层中的裂纹逐渐增多,Prior-β层中残留的β-Zr逐渐转变为片状α-Zr,且α-Zr晶粒宽度不断增加。1000℃蒸汽氧化形成疏松的ZrO2层,存在大量横向贯穿裂纹,1150~1250℃蒸汽氧化后的ZrO2层较为致密。蒸汽氧化后,Zr-Sn-Nb合金基体的吸氢量随蒸汽氧化时间增加而增加,1000℃蒸汽氧化的吸氢量远高于其它温度。1000℃蒸汽氧化后,α-Zr基体与氢化物取向关系为(0002)α-Zr//(-20-2)δ-ZrH1.66,[2-1-10]α-Zr//[011]δ-ZrH1.66;1200℃时,二者的取向关系为(-2110)α-Zr//(20-2)δ-ZrH1.66,[01-10]α-Zr//[111]δ-ZrH1.66。     

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.     

表面施加氧化物薄膜涂层对Fe25Cr5Al合金高温氧化行为的影响

用电沉积－热解方法在合金表面获得了厚度为０．１－０．５μｍ的单一Ｙ２Ｏ３,Ａｌ２Ｏ３或不同Ｙ２Ｏ３含量与Ａｌ２Ｏ３或Ｃｒ２Ｏ３混合的氧化物薄膜涂层,研究了在１１００℃,１０＾４ＰａＯ２的条件下各类ＯＴＦＣ对Ａｌ２Ｏ３形成Ｆｅ２５Ｃｒ５Ａｌ合金恒温氧化和循环氧化行为的影响。     

水蒸气对Ni—20Cr合金合肥市其油射微晶涂层1000℃氧化行为的影响

研究了Ni-20Cr合金及其溅射微晶涂层在1000℃下H2O/O2中的氧化行为,结果表明：该合金在水蒸气中的氧化增重随着水蒸气的增加而减小,而且水蒸气的含量影响氧化膜的组成,对于溅射微晶涂层,水蒸气的含量只影响氧化增重,通过金相、X射线衍射、SEM（带有EDX）观察分析了氧化产物,提出了水蒸气的作用机制。     

离子注入Ce+的Ni20Cr合金在1050℃空气中氧化动力学特征

采用热重分析方法研究了Ni20Cr及经预氧化处理后的合金表面离子注入Ce+后在1050℃空气中的恒温氧化动力学及循环氧化行为.结果表明,离子注入对经预氧化处理后合金氧化行为的影响与合金表面直接注入的效应类似,可降低合金氧化速率和改善氧化膜粘附性.认为抗氧化性能的提高与Ce+改变氧化机制及降低氧化膜/合金界面处因阳离子向外扩散产生的空位数量有关.     

表面处理状态对Fecralloy合金氧化膜完整性的影响

研究了表面粗糙度对Fecralloy (Fe 2 2Cr 5Al 0 .3Y ,质量分数 ,% )合金在 12 0 0℃空气中循环氧化生成表面氧化膜完整性的影响。采用SEM技术着重研究了合金表面氧化膜的性质和特点。结果表明合金表面粗糙度对Fecralloy合金表面氧化膜的完整性有重要的影响 ,初始合金表面粗糙度越大 ,氧化膜越容易开裂。讨论了合金表面粗糙度对氧化膜开裂行为的影响。     

氧化铝膜的破裂行为

用声发射技术研究了Fe 2 3Cr 5Al 0 .2 1Ti合金在 110 0℃空气中氧化后的氧化膜破裂行为及离子注入1× 10 17Y /cm2 对氧化膜破裂行为的影响。实验结果表明 :随着氧化时间的增长 ,Fe 2 3Cr 5Al 0 .2 1Ti合金在冷却过程中氧化膜开始发生破裂的时间相同 ,表明氧化膜发生破裂的临界应力相同 ,但声发射累积计数增加 ,表明膜破裂程度加重。离子注入Y 后氧化膜发生破裂的时间延迟 ,表明膜发生破裂的临界应力增大 ,且声发射计数减少 ,表明膜破裂程度减小 ,氧化膜粘附性得到显著提高。     

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。     

Ni-20Cr合金在1200℃下的氧化行为

对Ni-20Cr电热合金在1 200℃下进行不同时间的恒温氧化试验,用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)观察分析了1 200℃不同氧化时间下合金的表面形貌、横截面形貌及氧化膜的相组成。结果表明,在1 200℃氧化时,Ni-20Cr合金丝电阻变化与氧化膜厚度变化趋势一致。随着氧化时间延长,合金丝表面氧化膜晶粒逐渐增大,并出现破裂、翘起现象;合金丝表面氧化膜分3层,其主要相组成为NiO、SiO₂、NiCr₂O₄、Cr₂O₃。