H2-H2O气氛下富Cr合金氧化行为研究进展

随着工业的发展,富Cr合金在H2-H2O气氛下的氧化行为越来越常见.与空气等氧化性气氛相比,在H2-H2O气氛中,富Cr合金形成的氧化膜的抗剥落性能、形貌、合金的氧化速率以及活性元素对其影响等都有较大区别,本文从以上几个方面综述了H2-H2O气氛下富Cr合金氧化行为的研究进展.     

室温下金箔在潮湿酸性气氛中的腐蚀(英文)

近年来许多贴金文物损坏严重。将金箔暴露于潮湿的SO2、NO2及其混合模拟气氛中以研究其在室温环境气氛中腐蚀的可能性。与金在室温下仅在王水中腐蚀的常识不同,金箔在这3种气体里都发生了腐蚀。在潮湿的SO2气氛中,金箔腐蚀的主要原因是杂质铜的优先氧化。在潮湿的NO2气氛和SO2与NO2的混合气氛中,金箔腐蚀的主要原因是杂质的优先氧化结合金本身的氧化。其中金的氧化是由于其加工过程中大的冷加工变形导致的高缺陷密度。金在室温下酸性气氛中腐蚀现象的发现不仅扩展了对金的性能的理解,还对贴金文物和艺术品的保护提供了有益的指导。     

Gold Leaf Corrosion in Moisture Acid Atmosphere at Ambient Temperature

近年来许多贴金文物损坏严重。将金箔暴露于潮湿的SO2、NO2及其混合模拟气氛中以研究其在室温环境气氛中腐蚀的可能性。与金在室温下仅在王水中腐蚀的常识不同,金箔在这3种气体里都发生了腐蚀。在潮湿的SO2气氛中,金箔腐蚀的主要原因是杂质铜的优先氧化。在潮湿的NO2气氛和SO2与NO2的混合气氛中,金箔腐蚀的主要原因是杂质的优先氧化结合金本身的氧化。其中金的氧化是由于其加工过程中大的冷加工变形导致的高缺陷密度。金在室温下酸性气氛中腐蚀现象的发现不仅扩展了对金的性能的理解,还对贴金文物和艺术品的保护提供了有益的指导。     

含砷铁矿焙烧脱砷与脱硫

针对含砷铁矿石利用率低的问题,采用FactSage软件计算了毒砂铁矿在不同气氛中的脱砷热力学,开展了不同焙烧时间、焙烧温度和反应气氛下脱硫脱砷的焙烧试验,并采用电感耦合等离子体原子发射光谱法和X射线衍射测定了含砷铁矿石的化学成分和矿物物相。研究表明:在空气、氮气或真空气氛中焙烧含砷铁矿石可有效脱砷和脱硫。在1 400 K真空焙烧1 h,脱砷及脱硫率分别高达89.9%和96.3%。毒砂矿在氧化性气氛中分解,生成As_2O_3(g)和SO_2(g),As_2O_3(g)可与矿中Al2O3发生反应,生成AlAsO_4残留在焙烧矿中。     

不同气氛下聚丙烯腈纤维中官能团的化学反应性

在空气和氮气条件下,分别对聚丙烯腈(PAN)原丝在190 ～ 260℃范围内进行热处理,利用DSC、FT-IR、NMR与TG研究了PAN纤维的各官能团在不同介质中的化学反应性和化学结构演变.研究表明,不同气氛导致PAN大分子官能团的化学反应类型、反应程度和最终化学结构不同,氮气气氛下,热引发自由基化学反应的活化能较高,但反应速率快,氰基成环、亚甲基脱氢后逐渐异变生成C=CH-C=NH共轭结构;空气气氛下,热和氧引发离子环化反应的活化能较低,但反应速率慢,氰基成环、亚甲基脱氢、氧化反应生成含C=O、C=N的芳杂环结构;尽管氮气中成环及脱氢反应程度高,但氧化性气氛形成的含氧芳杂环结构热稳定性远大于氮气气氛下形成的共轭结构.     

Cu-15Ni-15Ag合金在600～700℃空气中的氧化

研究了Cu-15Ni-15Ag合金在600～700℃空气中的氧化 .合金由富Ag的α相与Cu-Ni固溶体β相组成;氧化速率基本服从抛物线规律,合金的成膜速 率与纯Cu氧化近似.不同温度下合金均形成了最外层为CuO,内层为Cu2O,NiO以及Ag颗粒 组成的复杂氧化膜.在700℃氧化时观察到典型的Ni的内氧化,同时,由于Ni优先溶解于CuO 中影响了CuO-Cu2O氧压平衡,导致形成了CuO位于Cu2O下的特殊氧化膜结构.     

Mg纳米粉的制备及其氧化特性

分别在Ar、H^2＋Ar和CH^4＋Ar混合气氛下,用电弧放电法蒸发纯Mg制备了Mg纳米粉。用XRD、TEM、BET、化学分析、氧含量分析、DSC-TGA等测试手段研究了粉体的相组成、形貌、粒度分布、比表面积和氧化特性等。结果表明：在3种不同气氛条件下制备的纳米粉体的主相是Mg,含有少量MgO,其中在CH^4＋Ar混合气氛下制备的纳米粉体中还含有2%（质量分数）的C,粒子形貌均为类球形,平均粒度分别为156、195和181nm,比表面积分别为22.12、17.70和19.07m^2/g,钝化后氧含量分别为6.9%、7.4%和5.5%;在CH^4＋Ar混合气氛下制备的样品抗氧化性最好,该样品在空气中加热到约550℃时,全部氧化为MgO。     

Ti-Al-Mo系钛合金焊接过程的非等温氧化行为研究

研究了Ti-Al-Mo系钛合金熔池凝固后的高温焊缝金属在500~1300℃范围内不同温度下冷却过程中的非等温氧化行为,对比分析了空气和CO2两种气氛环境下的氧化行为机制。采用氧化增重法、XRD、SEM和XPS等分析测试手段研究了试样表面氧化程度、氧化膜形貌和物相等,结果表明：相比空气气氛,CO2气氛中试样氧化程度更低,并且其氧化层的氧化物颗粒尺寸更小,致密度更高。两种气氛下氧化层主要物相均为金红石型TiO2,在最表层为(TiO2+Al2O3)混合氧化物,并且CO2气氛下所含Al2O3比例更高。CO2气氛下的氧化层孔隙率更低,减少了CO2向内部基体的扩散,同时钛合金与CO2的热力学反应倾向显著低于空气,因此钛合金在CO2环境气氛中进行焊接将具有更低的氧化倾向,CO2可以作为钛合金焊缝金属冷却过程中一定温度范围内的保护气体。     

炉内气氛与炉膛压力的分析

改善锻造加热炉炉内气氛和炉膛压力分布状况,对提高质量、降低能耗和成本有重要意义。炉内气氛要保持微弱的氧化性气氛,办法是采用低空气过剩系数燃烧。炉膛压力要保持60Pa左右的微微正压。在没有测试仪器的情况下,可以通过窥视孔冒出的微微气体流股来判断压力大小,通过操作烟道闸门来调节。     

影响陶瓷结合剂白刚玉磨具色泽的因素探讨

陶瓷结合剂白刚玉磨具会出现白里显红、红黄、青灰色调,严重影响产品的外观质量。本文主要是从制造白刚玉磨具的原材料、烧成气氛等方面着手,来探讨影响白刚玉磨具色泽变化的因素,并提出防止白刚玉磨具色泽变化所采取的措施。我们通过理论分析和大量实验,得出主要结论是:①白刚玉磨具色泽的变化主要是由结合剂中杂质含量的多少和烧成气氛来决定的。若在氧化性气氛下烧成,当结合剂中(TiO2+Fe2O3)含量<0.55%时,白刚玉磨具不会显红、红黄色调。随着结合剂中Fe2O3和TiO2含量的增加,白刚玉磨具白中显红、红黄色调逐渐加重,因此,若结合剂中(TiO2 +Fe2O3)含量>0.55%时,白刚玉磨具烧成时不宜采用氧化性气氛,最好采用中性气氛或弱氧化性气氛烧成。②在陶瓷结合剂白刚玉磨具结合剂中加入滑石粉、石英粉、氧化镁粉,能消除白刚玉磨具呈红色,但对磨具强度有影响。     

Synthesis and oxidation behavior of nanocrystalline MCrAlY bond coatings

Thermal barrier coating systems protect turbine blades against high-temperature corrosion and oxidation. They consist of a metal bond coat (MCrAlY, M = Ni, Co) and a ceramic top layer (ZrO₂/Y₂O₃). In this work, the oxidation behavior of conventional and nanostructured high-velocity oxyfuel (HVOF) NiCrAlY coatings has been compared. Commercially available NiCrAlY powder was mechanically cryomilled and HVOF sprayed on a nickel alloy foil to form a nanocrystalline coating. Freestanding bodies of conventional and nanostructured HVOF NiCrAlY coatings were oxidized at 1000 °C for different time periods to form the thermally grown oxide layer. The experiments show an improvement in oxidation resistance in the nanostructured coating when compared with that of the conventional one. The observed behavior is a result of the formation of a continuous Al₂O₃ layer on the surface of the nanostructured HVOF NiCrAlY coating. This layer protects the coating from further oxidation and avoids the formation of mixed oxide protrusions present in the conventional coating. The original version of this article was published as part of the ASM Proceedings, Thermal Spray 2003: Advancing the Science and Applying the Technology, International Thermal Spray Conference (Orlando, FL), May 5–8 2003, Basil R. Marple and Christian Moreau, Ed., ASM International, 2003.     

低碳钢在库尔勒土壤中腐蚀行为的室内研究

 利用埋设试样的方法和SEM、EDS、XRD等分析以及失重法和电化学方法研究了低碳钢在库尔勒水饱和土壤中腐蚀.结果表明，在16℃下腐蚀速率随时间增加变化不大，而在32℃和45℃时， 80天后的腐蚀速率要远大于32天的.电化学测量表明自然腐蚀电位在20天时达到稳定，腐蚀速率随温度的升高而增加.埋设32天后，试样表面产生的氧化膜阻碍了腐蚀的进行，而随着埋设时间延长，温度效应仍占主导地位，导致腐蚀速率明显增加.     

In-flight oxidation of stainless steel particles in plasma spraying

Air engulfment by the plasma jet in air plasma spraying (APS) causes in-flight oxidation of metallic particles. This oxidation, often complex and difficult to explain by classic diffusion-controlled oxidation, is governed by several mechanisms. This paper highlights the possible in-flight oxidation mechanisms in metallic particles with a focus on the convective oxidation. Two different types of austenitic stainless steel particles were air plasma sprayed using a direct current plasma gun and were collected in an argon atmosphere. Preliminary experiments indicated that different mechanisms are likely to occur during the in-flight oxidation of particles. The mass transfer from surface to interior of particle occurred, forming oxide nodules within particles. The mass transfer is governed by convective movements inside liquid particles within the plasma jet core due to the plasma-particle kinematic viscosity ratio greater than 50 and particle Reynolds number (Re) higher than 20. The nodules were composed of metastable phases consisting of mixed oxide of Fe and Cr. Convective movements within particles ceased roughly outside of the plasma jet core, and classic surface oxidation was found to be the dominant phenomenon forming the surface oxide layer. Moreover, the molten surface oxide outside the jet core may become entrained toward the tail of the particle if plasma conditions promote a higher particle Re number. The major oxide phase in collected particles was FeCr₂O₄, in a nonstoichiometric form of Fe_3−x Cr _x O₄. The original version of this article was published as part of the ASM Proceedings, Thermal Spray 2003: Advancing the Science and Applying the Technology, International Thermal Spray Conference (Orlando, FL), May 5–8, 2003, Basil R. Marple and Christian Moreau, Ed., ASM International, 2003.     

Influence of prior internal oxidation on the oxidation of dilute Co-Cr alloys in oxygen

The influence of an initial preinternal oxidation treatment in Co/CoO on the subsequent oxidation behavior of a series of dilute Co-Cr alloys (containing 0–1.5 wt. % Cr) in 10⁵ and 10³ Pa oxygen at 1473–1623 Khas been investigated. Particular emphasis has been placed on determining the solubility and mobility of Cr³⁺ ions in CoO. Use has been made of subsequent annealing in argon .     

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。     

澳标与国标夏比V型缺口冲击试验标准的比较

主要介绍钢材检验中必不可少的夏比V型冲击试验，从试样装置、试样条件、试样样品、试验要点等方面对澳洲标准AS 1544.2-2003进行了详细地解读，并将现行的国家标准GB/T 229－2007、澳洲标准AS 1544.2-2003中相同和不同之处做了对比探讨，以深刻了解和认知澳洲针对材料进口的检测要求，从而增加出口检验合格率。     

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)}。     

氢化锆在450~600 ℃下氧化动力学的研究

通过恒温氧化实验研究氢化锆在O2中,450～600℃温度范围内的氧化行为,分析温度和时间对氧化膜生长速度的影响规律。结果表明,氢化锆在O2中450～600℃温度范围内,表面形成氧化膜厚度的平方(D2)与时间(t)的关系曲线呈良好的线性关系,氧化反应动力学符合Wagner理论模型中的抛物线生长规律。氧原子在氧化膜中的扩散过程为氧化反应的控速步骤。扩散系数与温度遵循Arrhenius定律,扩散激活能为18724.5J/mol,据此判断氧原子在氧化膜中的扩散机制以晶界扩散占主导。     

Compositional changes due to the removal of one constituent in an alloy by a surface reaction

The depletion of an alloy by the selective removal of one element is considered when various rate laws apply. Duhamel's technique has been employed to obtain analytical solutions for the change in alloy composition with time. The effect of the depletion of the matrix by selective oxidation on the subsequent oxidation behavior of the alloy is discussed in terms of operating temperature of the alloy.Notation C concentration of solute (g cm^–3) - C _m bulk concentration of solute (g cm^–3) - C(x, t) concentration of solute at distancex from surface after timet(g cm^–3) - t time - x distance - W _o increase in weight due to takeup of oxygen - W _m change in weight due to metal entering the oxide - M _o molecular weight of anion - M _m molecular weight of cation - Z valency of cation - 2M _m/M _o - k _l linear rate constant (g cm^–2 sec^–1) - k _p andk _p parabolic rate constants (g² cm^–4 sec^–1) - k _e andk _e logarithmic rate constants - D diffusion coefficients of solute in metal     

国外标准中洛氏硬度值测量不确定度的评定方法对比与分析

介绍了国际标准ISO／DIS6508．1—2004和美国ASTM E18标准中对金属洛氏硬度试验测量不确定度的评定方法，并对评定方法进行了比较和分析。