Fe20Cr4.5Al微晶和含Y2O3弥散氧化物微晶涂层的高温氧化性能

采用自行研制的高频电脉冲沉积(HFESD)设备在Fe20Cr4.5Al合金表面分别制备了Fe20Cr4.5Al微晶涂层与Fe20Cr4.5Al-Y2O3弥散氧化物微晶涂层.在1000℃和1100℃静态空气中,对合金基体和施加涂层试样进行了200 h的恒温氧化实验.结果表明在两种实验温度条件下,含有Y2O3弥散氧化物颗粒的微晶涂层,完全消除了Al2O3氧化膜中的凸脊,细化了氧化膜的晶粒,抑制了氧化膜的剥落,大大地提高了氧化膜的致密性和粘附性.单一的微晶涂层则部分抑制了凸脊状氧化膜的形成,氧化膜由脊状氧化物和细晶氧化物混杂组成.涂层对氧化增重的影响则与氧化温度-氧化膜的生长速率有关,在1000℃下,涂层试样的氧化增重均有所降低,其中弥散氧化物微晶涂层试样的氧化增重最低;在1100℃下,施加微晶涂层和弥散氧化物涂层对氧化增重影响很小.微晶和Y2O3弥散氧化物颗粒在提高Al2O3氧化膜保护性方面具有"协同效应".     

金属型铸造Fe3Al合金的高温抗氧化行为

采用静态增重法测定了中频感应炉熔炼、金属型冷却制备的Fe3Al合金在700、850、1000℃的高温氧化行为,700、850℃时合金的氧化动力学曲线基本符合抛物线规律,1000℃的则不符合;合金在氧化过程中表现为完全抗氧化级.X射线衍射、扫描电镜和能谱分析表明,700℃×125h的氧化膜主要由FeAl2O4、Cr2O3和少量的Al2O3组成;850、1000℃时氧化膜分为两层,内层主要由FeAl2O4和Fe2O3组成,表层为Al2O3,在实验时间内Al2O3氧化膜没有完全覆盖内层氧化膜;随着氧化温度的升高,氧化时间的延长,合金表层的Al2O3氧化膜将由θ-Al2O3向α-Al2O3转变.     

Fe20Cr4.5Al微晶和含Y2O3弥散氧化物涂晶涂层的高温氧化性能

采用自行研制的高频电脉冲沉积（HFESD）设备在Fe20Cr4.5Al合金表面分别制备了Fe20Cr4.5Al微晶涂层与Fe20Cr4.5Al-Y2O3弥散氧化物微晶涂层。在1000℃和1100℃静态空气中，对合金基体和施加涂层试样进行了200h的恒温氧化实验。结果表明：在两种实验温度条件下，含有Y2O3弥散氧化物颗粒的微晶涂层，完全消除了Al2O3氧化膜中的凸脊，细化了氧化膜的晶粒，抑制了氧化膜的剥落，大大地提高了氧化膜的致密性和粘附性。单一的微晶涂层则部分抑制了凸脊状氧化膜的形成，氧化膜由脊状氧化物和细晶氧化物混杂组成。涂层对氧化增重的影响则与氧化温度－氧化膜的生长速率有关，在1000℃下，涂层试样的氧化增重均有所降低，其中弥散氧化物微晶涂层试样的氧化增重最低；在1100℃下，施加微晶涂层和弥散氧化物涂层对氧化增重影响很小。微晶和Y2O3弥散氧化物颗粒在提高Al2O3氧化膜保护性方面具有“协同效应”。     

Fe-30Mn-9Al奥氏体钢高温循环氧化特征

研究了Fe-30Mn-9Al奥氏体钢在700℃、800℃和950℃空气中循环氧化160 h表面形成的氧化膜形貌、成分和组织结构.Fe-30Mn-9Al奥氏体钢在700℃和800℃氧化时,初期增重较快,随着循环次数增加,氧化增重减小,氧化160 h分别增重1.00和4.08 mg/cm2.氧化层主要由Mn2O3,Al2O3和(Mn,Fe)2O3等相组成.在950 ℃,钢的氧化增重显著上升,160 h增重43.50 mg/cm2,表面形成了Fe2O3、MnO2以及MnAl2O4、Al2Fe2O6等复合氧化物.800℃下循环氧化后形成了多层氧化物膜 ,外层以Mn2O3型氧化物为主,内层以Al2O3为主;钢基体表面为 富Fe、贫Mn的铁素体层.      

TA19钛合金氧化行为研究

将TA19钛合金分别在550℃、650℃和750℃氧化100 h。采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪研究了氧化后合金的微观形貌、成分和物相组成。结果表明,随着氧化温度的升高,合金的氧化增重明显增加。在550℃和650℃氧化100 h后,合金的氧化增重分别为1.212 mg/cm~2和2.624 mg/cm~2,氧化动力学曲线为直线-抛物线形;而在750℃氧化的合金增重为7.478 mg/cm~2,氧化动力学曲线为双直线形。氧化温度从550℃升高到750℃时,氧化物由颗粒状生长为短棒状,氧化层疏松多孔;高温氧化后,合金的氧化产物主要由Al_2O_3和TiO_2相组成。750℃氧化100 h后,合金的氧化物层厚度达14.5μm,分别是550℃和650℃氧化相同时间的合金氧化物层厚度的9.7倍和4.1倍,且存在Ti_3Al脆性相,会导致氧化膜剥落。     

Fe_3Al网络结构多孔材料的制备及性能研究

采用机械合金化法、退火工艺和热处理工艺制备了Fe3Al网络结构多孔材料,通过扫描电镜、XRD观察分析了该结构材料的形貌特征,研究了烧结温度、升温速度、孔隙率对该材料的抗压强度和断裂韧度的影响,并初步探讨了材料的断裂机理.结果表明,随着烧结温度的升高,Fe3Al多孔材料中的孔筋逐渐致密,1 420 ℃烧结时,材料的组织、性能最好,烧结温度继续升高时材料出现明显坍塌变形,不利于材料的成形.孔隙率是影响Fe3Al多孔材料力学性能的主要因素,通过较低的烧结升温速率可降低孔隙率,获得结构致密的骨架,从而有助于提高多孔材料的抗压强度和断裂韧度.利用桥接和自愈合机理探讨了改善多孔材料力学性能的途径,通过添加Ti和控制适量的孔洞,提高了材料的抗压强度和断裂韧度.     

TC4合金特高温下的氧化行为研究

通过Gleeble-1500热模拟机研究了特高温下TC4合金的氧化行为。结果表明，1300℃以上的氧化随着氧化温度的升高和保温时间的延长，氧化增重持续增加，并远远大于1150℃时的氧化增重：氧化产物中的V2O5具有挥发性，在合金的外表层无法形成保护性的Al2O3氧化膜，次外层中TiO2氧化膜和Al2O3氧化膜在低于1150℃温度时有一定的抗氧化作用，在1300℃以上形成的氧化膜以疏松的TiO2为主。     

925镍铁基耐蚀合金均匀化及高温氧化行为

采用氧化增重实验、XRD、SEM以及EDS研究了925合金在均匀化温度1130~1190℃时的高温氧化行为。结果表明,925合金完全均匀化需要在1160℃保温20 h以上。均匀化中形成的氧化膜由内至外分为3层,分别为TiO_2层、Cr_2O_3层以及由TiO_2和尖晶石结构的Cr、Fe氧化物构成的外层。均匀化时间超过20 h,Cr_2O_3层开始减薄,并且尖晶石状Cr、Fe氧化物部分剥落;氧化时间增加至50 h时,Cr_2O_3氧化层减薄,尖晶石状Cr、Fe大量剥落。同时内部大量形成Al、Ti内氧化物。综合考虑氧化行为对合金的影响,在满足合金均匀化要求的前提下,建议925合金的均匀化工艺为1160℃保温20 h。     

B_2型Fe_3Al金属间化合物的高温氧化行为

研究了Fe3Al、Fe3Al(Cr))两种合金在600℃、750℃、950℃的静态氧化行为及其750℃的周期氧化行为,分析了相应的氧化膜结构和形貌,探讨了氧化膜的成长机理。结果表明,由于高温下Fe3Al基金属间化合物表面形成一层致密的A12O3氧化膜而具有优良的抗氧化性能。在950℃高温时,具有比1Cr13不锈钢好得多的抗氧化性能。2at%Cr的加入有利于稳定的α-Al2O3的形成。750℃以下,Fe3Al(Cr)合金的氧化增重低于Fe3Al,前者的氧化膜为纯α-Al2O3,而后者的还含有少量的γ-Al2     

Fe40Al/TiC复合材料的高温氧化特性

用自发熔渗法制备了TiC基Fe40Al金属间化合物复合材料。用氧化增重方法，研究了Fe40Al／80vol％-88vol％TiC复合材料在700℃-1100℃的恒温空气中的氧化动力学，并借助SEM／EDS和XRD等手段研究了氧化过程中材料微观组织结构的演变及材料表面粗糙度对氧化特性的影响。复合材料的氧化增重和氧化时间呈幂函数关系，幂指数约为0．63—0．75，氧化速率随着氧化时间的延长而降低。氧化层主要由致密的TiO2组成，TiO2颗粒的尺寸与氧化温度和材料表面粗糙度有关。     

Ti60高温钛合金氧化行为研究

研究Ti60高温钛合金在600～750 ℃范围内的氧化行为.氧化增重试验及XRD、SEM分析结果表明,Ti60合金在600～750 ℃范围内氧化0～100 h条件下,由Wagner的氧化经验公式计算得氧化指数n在1～2之间,氧化激活能为256 kJ/mol,氧化符合线性-抛物线混合规律.在600 ℃氧化100 h及750 ℃氧化10 h,氧化产物为TiO2,经750 ℃、100 h长时间氧化后,表面有少量Al2O3生成,氧化物优先沿原始β晶界形核.氧除了会在试样表面形成氧化层外,还会向基体中扩散形成脆性富氧层,从而影响合金力学性能.随着氧化温度的升高和时间的延长,富氧层厚度增厚.     

Al_(0.5)CrCoFeNi高熵合金高温氧化的研究

采用真空电弧炉在氩气保护下熔炼Al0.5Cr Co Fe Ni高熵合金,在不同温度(800~1100℃)下进行100 h的高温氧化实验,测定其氧化动力曲线,采用X射线衍射仪和扫描电镜等方法分析氧化层结构和形貌。结果表明:Al0.5Cr Co Fe Ni高熵合金在800和900℃形成的氧化膜较完整且致密,具有较为优异的抗氧化性能。在1000和1100℃形成的氧化膜较厚,膜内有大量裂纹与孔洞,抗氧化性能较差。氧化初期,界面反应起主导作用,随着氧化膜的生长,扩散过程发挥越来越重要的作用,成为继续氧化的控制因素,以致一种或多种合金元素氧化物在表面析出,形成尖晶石类内层氧化物Ni Cr2O4、Co Cr2O4、Fe(Cr,Al)2O4内氧化层。在高温氧化过程中,N2会参与反应,与Al发生较强反应,生成Al N颗粒,进一步的氧化过程使Al N再次氧化,N2逃逸,留下具有Al N外形的空洞。     

High-Temperature Oxidation Behavior of Ti-22Al-27(Nb, Zr) Alloys

研究了Ti2Al Nb基合金Ti-22Al-(27-x)Nb-x Zr(x=0,1,6,at%)在650~800℃的氧化行为。采用XRD和SEM等测试技术对此温度区间形成的氧化层特征进行了分析。结果表明,相比Ti-22Al-27Nb,含锆合金具有较好的抗氧化性能。Ti-22Al-(27-x)Nb-x Zr合金在650℃氧化100 h,主要氧化产物为Ti O2,而在800℃氧化100 h,Ti O2,Al2O3和Al Nb O4为主要产物,但是在Ti-22Al-21Nb-6Zr合金中还有Zr O2生成。Ti-22Al-26Nb-1Zr合金具有优异抗氧化性能,归因于氧化产物细化形成了致密的氧化层,而Ti-22Al-21Nb-6Zr合金,虽然在800℃也形成了较多Al2O3,但是氧化层中的Zr O2为氧的快速扩散提供通道,进而导致该合金氧化增重明显。     

机械合金化制备Fe-10%Ni合金研究

采用纯Fe粉和Ni粉利用高能卧式搅拌球磨机制备了Fe-10%Ni(质量分数,下同)合金,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差热分析(DTA)研究了球磨粉末的相组成、形貌和热稳定性,并对其热压烧结的块材进行了组织分析与性能测试。结果表明,在球磨机转速400 r/min,球料比20:1条件下,球磨8 h后,Ni原子完全固溶在Fe原子晶格中,形成体心立方结构Fe(Ni)过饱和固溶体,延长时间到16 h,球磨粉末颗粒尺寸更均匀细小,但仍为体心立方Fe(Ni)固溶体。对球磨16 h的合金粉末在500~800℃进行退火处理,发现粉末结构稳定,仍为体心立方Fe(Ni)固溶体。对球磨16 h的合金粉末进行热压烧结,发现950℃下烧结块材中出现少量fcc结构的Fe(Ni)固溶体相,而继续在970℃复烧后则完全转变为面心立方结构的Fe(Ni),但950℃热压烧结块材的强度和延伸率高于970℃复烧的块材,原因在于无压复烧块材中产生氧化物和孔洞。     

新型Co-Al-W合金高温氧化激活能研究

钴-铝-钨合金是一种由γ′-Co3(Al,W)相沉淀强化的新型钴基高温合金。测定了该合金在800和900℃下空气氧化增重动力学数据,通过线性拟合得到合金在不同温度下的氧化速率常数。根据氧化速率常数的Arrhenius关系,计算合金在800和900℃高温环境中的氧化激活能。研究发现,7.5W、9W和10.7W合金中9W合金氧化激活能最高;合金元素Mo、Nb、Ta和Ti加入之后,Co-Al-W合金的氧化增重和氧化激活能发生变化,由此可以预测该合金在高温环境中的抗氧化能力。     

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     

溶胶-凝胶法Al2O3涂覆钨纤维的制备及组织特性

采用溶胶-凝胶法在钨纤维的表面制备Al2O3涂层,用热分析(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电子能谱仪(EDS)等方法研究钨纤维表面Al2O3涂层在不同干燥工艺、不同PVA添加量和不同煅烧温度下的组织特征。结果表明:采用分步干燥工艺可以避免涂层团聚和开裂;溶胶制备中加入体积分数为5%的聚乙烯醇(PVA)可以提高溶胶稳定性,有利于制备均匀且无裂纹的Al2O3涂层;钨纤维表面Al2O3涂层制备的最佳煅烧温度为950℃;采用Al2O3涂覆的钨纤维抗氧化温度提高了120℃,氧化增重减少了约9%。     

High temperature oxidation behavior of Ni-Cr-Al based powder porous metal

This study investigated the high temperature oxidation behavior of newly developed Ni-Cr-Al powder porous metal. High temperature isothermal oxidation tests were conducted at 900, 1000 and 1100 °C temperatures for 24 h under an atmosphere of 79% N₂ + 21% O₂ gas. Oxidation weight gain vs. time curves represented typical oxidation behavior of parabolic shape. Weight gain increased with increasing oxidation temperature. Ni-Cr-Al porous metal mainly created oxides such as α-Al₂0₃, Cr₂O₃, NiCr₂O₄. The α-Al₂0₃ oxide could be still maintained up to 1100 °C oxidation temperature as a thick and stable protective layer. It was noted that Ni-Cr-Al porous metal had better high temperature oxidation resistance than those of other Ni-based and Fe-based porous metals. The catastrophic degradation of oxidation resistance especially at very high temperature was not observed up to 1100 °C in this porous metal. The micro-mechanism of high temperature oxidation of Ni-Cr-Al porous metal was also discussed.     

Al对HK40合金高温抗氧化行为的影响

研究了含Al量不同的HK40合金在工业纯Ar气氛中的高温抗氧化性能,用SEM、XRD等方法检查了氧化膜的形貌、结构与成分．结果表明,加入铝后合金表面在高温下形成均匀的Al2O3膜,从而提高了合金的高温抗氧化性能;Al加入量为6mass％时,合金的高温抗氧化性能最好．在1100℃时加Al的合金氧化增重遵从抛物线规律,且随...     

高硅铝合金粉末的高温空气氧化预处理工艺

通过对铝硅合金粉末采用高温空气氧化预处理,然后进行包套热挤压,制备了Al-12Si共晶及Al-30Si过共晶高硅铝合金材料。利用氧分析仪、金相显微镜、扫描电镜及透射电镜等分析检测设备,对预处理粉末的氧含量与组织及所制备材料组织进行分析比较。结果表明：铝硅合金粉末氧含量随氧化时间延长而逐渐增加,氧化速度随氧化时间延长而下降;粉末颗粒表面氧含量明显高于颗粒内部的;在相同氧化时间内,Al-30Si粉末氧含量的增加大于Al-12Si的,Al-30Si粉末的氧化速度更快;合金粉末经高温空气氧化预处理后,晶粒出现不同程度的长大,Al-12Si共晶合金的晶粒长大不明显,而Al-30Si过共晶合金晶粒长大十分明显。