Effects of composite oxide scale on oxidation resistance of superalloy K273

A Si-containing K273 superalloy was made using intermediate frequency induction funace in the study.In the testing of oxidation resistance,the oxidation process of the alloy specimens during the testin...     

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对某镍基时效强化高温合金在750-950℃,100 h进行静态恒温氧化研究,结果表明,合金在750-950℃氧化100 h的氧化动力学均近似服从抛物线规律。合金900℃和950℃发生内氧化。合金外氧化膜组成：Cr2O3、NiCr2O4、少量NiO和微量TiO2,内层氧化物为少量的Al2O3和TiO2。     

300M钢的高温氧化行为

研究了300M钢在700~1200 ℃高温下的氧化行为,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪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,分析了300M钢在700~1200 ℃高温氧化的氧化机理。研究结果表明,300M钢在700~1200 ℃的氧化遵循抛物线规律。高温条件下其氧化皮为典型的3层结构,即内氧化层、中间氧化层及外氧化层,中间氧化层又分为多孔层和疏松层。当氧化温度为1200 ℃时,FeO层晶粒内部的合金化元素Si、Cr等快速聚集并形成粗大的氧化物,此时FeO层完全失去抗氧化作用,氧化速率急剧加快。     

氧化时间及铬含量对Fe-Cr钢高温氧化行为的影响

为了测定不同氧化时间以及铬含量对高温条件下钢材表面氧化铁皮组织和厚度的影响,将Fe-5Cr钢与Fe-10Cr钢在1000 ℃空气条件下氧化60~180 min,采用增重法绘制其氧化动力学曲线,并利用光学显微镜、能谱仪和X射线衍射仪对氧化铁皮的断面形貌和物相进行研究。结果表明,两试验钢氧化初期为“气-固”反应,中后期为“气相-氧化铁皮-固相”反应。两试验钢氧化铁皮结构均由外氧化层、内氧化层和内氧化区域组成。当氧化时间为180 min时,Fe-10Cr钢检测到了内氧化物Cr₂O₃。空气中氧元素向内扩散与基体中铬元素发生反应生成内氧化物Cr₂O₃,再与氧化铁皮层中的FeO发生固相反应生成尖晶石结构产物FeCr₂O₄。随着氧化时间的增加,由于内氧化物Cr₂O₃不断受到内氧化层的包裹而转为外氧化,内外氧化的转变使得基体不断被腐蚀,氧化铁皮厚度不断增加。     

不同表面粗糙度镍铬铝合金的高温氧化行为

采用热重法并结合X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱仪等分析手段,研究在1000 ℃条件下Ni-10Cr-5Al (质量分数,%) 合金样品表面粗糙度对其氧化行为的影响。结果表明：经1000 ℃氧化215 h后,不同表面粗糙度的合金其氧化动力学均服从抛物线规律,并存在两个抛物线常数,氧化膜主要由Al₂O₃,NiCr₂O₄和NiAl₂O₄组成。随着表面粗糙度的增加,氧化增重越明显,同时氧化膜脱落越严重、氧化膜金属界面越起伏。其中,表面粗糙度对合金氧化的影响主要是在氧化前期阶段促进生成了尖晶石NiCr₂O₄和NiAl₂O₄氧化物。     

Ni-22Cr-20Co-18W合金在1100℃时氧化膜的演变

采用扫描电子显微镜和X射线衍射分析仪研究了1100℃下Ni-22Cr-20Co-18W合金氧化膜的演变规律。结果显示,在氧化初始阶段,表面形成了Cr2O3,NiO和(Co,Ni,Mn,Cr)3O4混合氧化膜,后者为M3O4型氧化物。长时间氧化后,氧化膜由单层转变为双层,在内层形成连续的Cr2O3膜,在外层形成可以抑制内层Cr2O3挥发的致密NiO氧化膜;同时氧化空位在氧化膜与合金基体界面处形成,并且Al元素的内氧化也在该处发生。     

Oxidation Behavior of K4750 Alloy at Temperatures Between 750 ℃and 1000 ℃

This study investigated the oxidation behavior of a new casting Ni-based superalloy K4750 at 750 ℃-1000 ℃ in air for 100 h-1000 h by isothermal oxidation tests.The oxidation-kinetic curves were plotted by the static discontinuous weight gain method.Observation and identification of oxidation products were conducted using scanning electron microscopy(SEM),energy dispersive spectroscopy (EDS),electron probe micro-analysis (EPMA) and X-ray diffraction (XRD).X-ray photoelectron spectrometer (XPS) was also used to analyze the chemical state of elements and the distribution in depth.The results showed that the oxidation-kinetic curves of K4750 alloy basically obeyed the parabolic law.The average oxidation rate below 900 ℃ was less than 0.1 g/m2.h which meant the alloy was at a complete anti-oxidation grade,and the alloy was at an anti-oxidation grade at 1000 ℃.The predominant surface oxide was Cr2O3,and a double layer structure of the oxide scale was observed at all tested temperatures as time increased.The outer oxide layer contained continuous Cr2O3 and a small amount of oxides mixed TiO2 and NiCr2O4,while the inner oxide layer was composed with Al2O3.The oxidation process could be interpreted by the competitive oxidation of different elements.The diffusion rate of Ti through Cr2O3 layer increased with increasing temperature,and thus the generation of TiO2 was advantageous.The dispersed TiO2 reaching a certain amount destroyed the continuity of the surface oxide layer,which accounted for the reduction of oxidation resistance of K4750 alloy at high temperatures.     

DD6单晶高温合金的等温氧化行为(英文)

研究第二代单晶高温合金DD6在1050℃和1100℃下的等温氧化行为,分别采用SEM、XRD和EDS对氧化产物进行分析。结果表明,在1050℃和1100℃温度下,DD6合金的100h氧化动力学曲线遵循亚抛物线规律。在1050℃时,氧化产物分为两层,外层为NiO和少量的Al2O3,内层为Al2O3。而在1100℃时,氧化产物分为三层,外层为Al2O3和少量的NiO,中间层为Cr2O3和TaO2,内层由Al2O3组成。在这2种温度下的氧化物下面都形成了无γ′相的区域。     

固溶态316LN不锈钢的氧化行为

研究了固溶态316LN不锈钢在900～1200℃空气中的氧化行为。结果表明,316LN不锈钢在900～1200℃范围内氧化增重与氧化时间的关系遵从抛物线规律,氧化速率常数kT随温度的升高而增大;316LN不锈钢的高温氧化具有选择性,氧化首先发生于富Cr的晶界处;900℃时氧化轻微,氧化膜主要为Cr2O3,1000℃时氧化膜组成为Cr2O3和尖晶石结构的MnCr2O4,1200℃时除Cr2O3和MnCr2O4外,还存在少量的FeCr2O4。316LN不锈钢的氧化激活能为278.765 kJ/mol,氧化速率常数为8.05×105exp{-278265/(RT)}。     

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。     

热轧工艺参数对汽车梁用钢表面氧化铁皮结构的影响

以热轧铌微合金化汽车梁用钢为研究对象,分别进行了氧化动力学和热模拟实验,研究了热轧工艺参数对热轧板表面氧化铁皮结构的影响。实验表明;汽车大梁钢在700℃时氧化增重随时间呈直线变化,而高于800℃时按抛物线规律变化。在热模拟实验中,模拟了从精轧到卷取段的氧化铁皮的生成情况。随着开轧温度的升高Fe3Ｏ４层的比例逐渐增大'随着终轧温度的升高共存层的厚度逐渐减小'YD93$cYD3共存层的比例随着卷取温度的降低而增大     

激光辅助热喷涂NiCoCrAlYTa-Cr2O3-Cu-Mo涂层高温静态氧化行为

为探究高温润滑耐磨涂层抗高温氧化行为,采用激光辅助等离子喷涂技术(LPHS)在GH4065A镍基高温合金上制备NiCoCrAlYTa-Cr₂O₃-Cu-Mo涂层,研究了该涂层在(850～1000)℃×220 h的抗高温氧化行为。计算得出氧化激活能约为128.5 kJ·mol^-1,850、900、1000℃氧化速率常数分别为1.44×10^-2、3.61×10^-2、7.71×10^-2 mg²·cm^-4·h^-1。结果表明,850℃×220 h氧化后表面生成Al₂O₃为主的连续致密氧化膜,阻碍涂层内部的进一步氧化;1000℃×220 h氧化后表面生成疏松NiO为主,致密Cr₂O₃·NiO为辅的氧化膜。致密氧化膜的生成阻止了涂层及基体的进一步氧化。     

热等静压态FGH96合金的热压缩变形行为和微观组织演化(英文)

通过热压缩实验研究热等静压态FGH96合金的热变形行为和微观组织演化过程。基于Gleeble-1500,在1000~1150°C和0.001~1.0s-1的条件下进行热压缩实验。对应力—应变数据进行拟合分析,建立FGH96合金的双曲正弦函数形式的本构关系,其形变热激活能为693.21kJ/mol。对各变形条件下的FGH96合金的组织分析表明:在1100°C以上和以下分别发生完全和部分动态再结晶,在高变形温度和低应变速率条件下动态再结晶更容易发生。建立FGH96合金在热加工过程中的动态再结晶的动力学方程和晶粒尺寸演化方程。     

Pd-Ni-Al涂层的高温短期氧化行为

在M38镍基高温合金上电镀Pd-20 mass%Ni合金，采用低压固体粉末包埋渗铝方法制备钯改性铝化物涂层，XRD分析表明，涂层主要由β-(Ni,Pd)Al相组成.利用TGA、SEM等方法，研究了涂层在800℃、900℃和1100℃的高温氧化行为表明，β-(Ni,Pd)Al涂层恒温氧化动力学遵循抛物线规律；1000℃氧化动力学则不遵循抛物线规律.在800℃和900℃下，β-(Ni,Pd)Al 涂层表面氧化产物包括α-Al2O3、θ-Al2O3和少量的γ-Al2O3；在1000℃下，涂层表面存在α-Al2O3和θ-Al2O3两种氧化物；在1100℃下，涂层表面氧化产物主要是α-Al2O3.此外，在各温度下涂层表面的氧化产物中都含有少量的TiO2，随着温度升高，其含量增加.     

Isothermal oxidation behavior of Ti3Al-based alloy at 700-1000℃ in air

The isothermal oxidation behavior of a Ti3Al-based alloy (Ti-24Al-14Nb-3V-0.5Mo-0.3Si, molar fraction, %) at 700- 1 000 ℃ in air was investigated. The oxidation kinetics of tested alloy approximately obeys the parabolic law, which shows that the oxidation process is dominated by the diffusion of ions. The oxidation diffusion activity energy is 241.32 kJ/mol. The tested alloy exhibits good oxidation resistance at 700 ℃. However, when the temperature is higher than 900 ℃, the oxidation resistance becomes poor. The XRD results reveal that the oxide product consists of a mixture of TiO2 and Al2O3. Serious crack and spallation of oxide scale occur during cooling procedure after being exposed at 1 000 ℃ in air for 16 h. According to the analysis of SEM/EDS and XRD, it is concluded that the Al2O3 oxide forms at the initially transient oxidation stage and most of it keeps in the outer oxide layer during the subsequent oxidation procedure.     

THE CHARACTERISTICS OF OXIDE SCALE FORMED ON LOW PRESSURE PLASMA SPRAYED NiCrAIY COATING IN THE PRESENCE OF 5% WATER VAPOR

The oxidations of low pressure plasma sprayed (LPPS) NiCrAlY coating on nickelbase superalloy were studied at 1050C in flows of O2, and mixture of O2 and 5%H2 Ounder atmospheric pressure. Oxide formed on the surface of LPPS NiCrAlY coatingafter oxidation at 1050℃ in pure O2 consisted of NiCr2 O4, whereas oxide formed onthe surface of LPPS NiCrAlY coating after oxidation at 1000℃ in a mixture of O2 and5%H2 O is mainly composed of NiO. The effect of water vapor on the characteristicsof the oxide scale is attributed to the increase in Ni cation transport.     

超级奥氏体不锈钢AL-6XN在超临界水中的腐蚀行为

研究了超级奥氏体不锈钢AL-6XN在500℃,550℃和600℃/25 MPa超临界水中的腐蚀行为,通过扫描电镜-电子能谱(SEM-EDX)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析了氧化膜的显微形貌、组织结构与成分分布。结果表明,氧化膜为双层结构,氧化膜中含Fe₃O₄, Cr₂O₃,Fe₂O₃和FeCr₂O₄相。AL-6XN在超临界水中氧化膜存在脱落现象,脱落程度随温度升高而加剧。     

热处理对FGH96粉末高温合金裂纹扩展速率的影响

研究不同热处理条件下FGH96粉末高温合金在650℃空气中疲劳/蠕变交互作用下的裂纹扩展速率,分析不同热处理对FGH96粉末高温合金裂纹扩展速率的影响规律。结果表明:提高固溶温度和盐浴温度可降低合金的裂纹扩展速率,固溶温度对裂纹扩展速率的作用程度大于盐浴温度的作用程度。降低时效温度和缩短时效时间也可延缓合金的裂纹扩展速率,时效温度对裂纹扩展速率的影响大于时效时间。另外,增加保载时间可以加快合金的裂纹扩展速率,但保载时间的影响随着时效温度的升高而减小。     

中碳钢盘条的高温氧化行为研究

针对中碳钢盘条的高温氧化问题,利用热重分析仪对45钢和40Cr钢盘条的高温氧化行为进行了试验研究;采用场发射电子探针表征了氧化铁皮厚度及截面微观形貌,对氧化铁皮形貌演变规律以及合金元素在氧化铁皮与基体界面处的分布规律进行了研究分析。结果表明:45钢和40Cr钢盘条的氧化增重曲线在1 050~1 250 ℃范围内遵循抛物线规律,当氧化条件相同时,相比于常规低碳钢,其氧化激活能较高,抗氧化性能更好;氧化铁皮呈典型的3层结构,从外到里分别为Fe₂O₃、Fe₃O₄及FeO,并且在氧化铁皮与基体界面处存在合金元素富集层;45钢盘条在高温氧化时,Cr元素分布不明显,Si元素在氧化铁皮与基体界面处有少量富集,Mn元素在氧化铁皮中均匀分布;40Cr钢盘条在氧化铁皮与基体界面处不仅有富Si层,还明显存在一层均匀完整的富Cr层,由于合金元素富集层阻碍了Fe²⁺向外扩散,提高了盘条的高温抗氧化性能。     

γ-TiAl基合金在不同温度下的氧化行为

采用热重法研究γ-TiAl基合金在700℃、800℃、900℃和1000℃的静态空气中的等温氧化动力学。使用金相光学显微镜和扫描电镜分析了氧化层的形貌和组织结构。采用X射线衍射仪测定了氧化层的相结构。研究结果表明,在700℃恒温氧化时,γ-TiAl基合金未发生氧化,而在800~1000℃氧化产物为TiO2与Al2O3,且存在分层现象。随着氧化温度的升高及氧化时间的延长,γ-TiAl基合金的氧化皮出现剥落现象,氧化增重逐渐明显。