IC-6高温合金的氧化性能与防护

测定了IC－6高温合金在900℃－1100℃的氧化动力学曲线。结果表明：900℃，IC－6合金的氧化膜主要由α－Al2O3、NiAl2O4和NiO构成并含有少量的NiMoO4和MOo2.1050℃和1100℃氧化时，IC－6合金表面生成了挥发性很强的MoO3，发生了氧化失重，IC－6合金上沉积NiCoCrAlY涂层后，900℃，涂层的氧化膜主要为α－Al2o3；1050℃时，氧化膜主要为α－Al2O3和Cr2O3，大大改善了合金的抗氧化性；1100℃时，氧化膜主要由α－Al2o3、NiAl2O4和NiO构成，涂层虽然有一定的保护性，但效果不如900℃和1050℃时显著，形成以α－Al2O3和Cr2O3为主的氧化膜是使合金沉积NiCoCrAlY涂层后抗氧化能力大大提高的直接原因。     

Re对Ni_3Al-Mo基合金的1150℃氧化性能的影响(英文)

研究3种Ni3Al-Mo基合金在1150℃时的静态氧化行为。采用XRD、SEM和EPMA对氧化后试样的表面、截面形貌以及元素在氧化膜的分布进行研究。结果表明:氧化膜主要分为3层,最外层为NiO层,中间层由NiO、NiAl2O4及少量NiMoO4组成,最内层主要由富Al的NiAl2O4、Al2O3组成。Re元素主要分布在中间层,在氧化过程中起到"扩散障"作用,降低Al、Mo元素向外扩散的速率,促使在内层形成富铝氧化膜层以降低氧化速率,提高合金的抗氧化能力。     

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。     

一种含铼单晶高温合金的恒温氧化行为

采用X射线衍射（XRD），扫描电镜（SEM）及能谱（EDAX）等手段，研究了含铼单晶高温合金DD32的高温氧化行为。结果表明，氧化初期增重迅速，由NiO的形成和生长控制，符合抛物线规律；随着氧化时间的延长，氧化增重变得十分缓慢，由α-Al2O3的形成和生长控制。在900，1000℃时的氧化膜由3层组成，最外层为（Ni，Co）O层，中间层由复杂化合物以及尖晶石化合物等组成，内层为靠近基体合金的连续的Al2O3层。氧化过程中，分布在中间层的富Re和W相起到“扩散障”的作用，降低基体合金中Al向外的扩散速率，在内层形成均匀连续的Al2O，氧化膜层，进而抑制氧化膜生长，导致氧化速率降低。     

Ni基合金在900 ℃75%Na2SO4+25%NaCl盐膜下的热腐蚀

研究了纯Ni、Ni-10Cr和Ni-10Cr-5Al合金在900 ℃空气中涂敷Na2SO4+25%NaCl盐膜时的热腐蚀行为。结果表明,Ni-10Cr合金的腐蚀动力学曲线近似服从抛物线规律,而纯Ni和Ni-10Cr-5Al合金的腐蚀动力学曲线分段服从抛物线规律。Ni-10Cr的腐蚀增重最小,抗热腐蚀性能最好,Ni-10Cr-5Al次之,纯Ni的腐蚀增重最大。Ni-10Cr-5Al合金热腐蚀24 h后氧化产物分为3层,外层氧化产物主要是NiO,中间层氧化产物为Cr2O3和Al2O3,最内层有少量Cr2S3和Al2S3。Ni-10Cr合金热腐蚀24 h后氧化膜分为3层,外层氧化产物是NiO,中间层是不连续的Cr2O3,内腐蚀区有少量Cr2S3。由于熔盐中NaCl的存在,Ni-10Cr-5Al和Ni-10Cr合金的腐蚀产物会变得疏松多孔。     

Ni基合金在900℃75%Na_2SO_4+25%NaCl盐膜下的热腐蚀（英文）

研究了纯Ni、Ni-10Cr和Ni-10Cr-5Al合金在900℃空气中涂敷Na2SO4+25%NaCl盐膜时的热腐蚀行为。结果表明,Ni-10Cr合金的腐蚀动力学曲线近似服从抛物线规律,而纯Ni和Ni-10Cr-5Al合金的腐蚀动力学曲线分段服从抛物线规律。Ni-10Cr的腐蚀增重最小,抗热腐蚀性能最好,Ni-10Cr-5Al次之,纯Ni的腐蚀增重最大。Ni-10Cr-5Al合金热腐蚀24 h后氧化产物分为3层,外层氧化产物主要是NiO,中间层氧化产物为Cr2O3和Al2O3,最内层有少量Cr2S3和Al2S3。Ni-10Cr合金热腐蚀24 h后氧化膜分为3层,外层氧化产物是NiO,中间层是不连续的Cr2O3,内腐蚀区有少量Cr2S3。由于熔盐中NaCl的存在,Ni-10Cr-5Al和Ni-10Cr合金的腐蚀产物会变得疏松多孔。     

Al和C0对K4169合金950℃高温氧化行为的影响

利用热重分析法、X射线衍射、扫描电镜和能谱分析研究了Al和Co含量对K4169高温合金950℃高温氧化行为的影响,结果表明:合金氧化动力学符合抛物线规律;添加Al和Co的合金氧化产物颗粒比原始成分合金的细小;Al含量的增加增强了合金的高温抗氧化能力,而Co含量的增加降低了合金的高温抗氧化性能.当Al含量为1.45 wt%、Co含量为0.3 wt%时,合金的高温抗氧化性能最好,而原始成分合金的高温抗氧化性能最差.不同Al、Co含量K4169合金氧化膜都分为3层:外层主要是疏松的Cr2O3和TiO2的混合层,还含有少量的NiO和NiCr2O4尖晶石相;中间层是Cr2O3保护层;内氧化物层是Al2O3.     

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.     

Al和Co对K4169合金950℃高温氧化行为的影响

利用热重分析法、X射线衍射、扫描电镜和能谱分析研究了Al和Co含量对K4169高温合金950℃高温氧化行为的影响,结果表明:合金氧化动力学符合抛物线规律;添加Al和Co的合金氧化产物颗粒比原始成分合金的细小;Al含量的增加增强了合金的高温抗氧化能力,而Co含量的增加降低了合金的高温抗氧化性能。当Al含量为1.45 wt%、Co含量为0.3 wt%时,合金的高温抗氧化性能最好,而原始成分合金的高温抗氧化性能最差。不同Al、Co含量K4169合金氧化膜都分为3层:外层主要是疏松的Cr2O3和TiO2的混合层,还含有少量的NiO和NiCr2O4尖晶石相;中间层是Cr2O3保护层;内氧化物层是Al2O3。     

DZ445镍基高温合金高温长时间氧化形成的多层膜结构

研究了高Cr/Al比和中Ta含量的DZ445镍基高温合金在900℃下300～2600 h的氧化行为。结果表明,900℃氧化≥500 h,氧化膜呈现多层结构,最外层氧化物相为NiCr₂O₄、Cr₂O₃和TiO₂,次外层为CrTaO₄和TiO₂,次内层为Al₂O₃、NiCr₂O₄和NiO,最内层主要是Al₂O₃。次外层和次内层的出现使得合金氧化速率降低,表现为动力学方程的指数大幅度增加和氧化速率常数急剧下降。这2层的出现也使得合金氧化机理发生转变,次外层形成后氧化过程由合金元素Cr、Ti、Ni向外扩散转变为由Al的向外扩散和O的向内扩散所控制;次内层形成后,氧化过程转变为Ni、Cr的向外扩散和O的向内扩散所控制。这种多层氧化膜结构使得DZ445合金表现出优异的抗氧化能力。     

微晶化对Ni-5Cr-5Al合金氧化产物的影响

利用磁控溅射在Ｎｉ－５Ｃｒ－５Ａｌ（原子数,％）合金上制备与基体相同成分的微晶涂层,获得的涂层在１０００℃空气进行了氧化实验。结果表明,２００ｈ氧化后涂一成了分层结构的氧化膜：外层为ＮｉＯ和ＮｉＡ１２Ｏ４,内层为连续致密的α－Ａ１２Ｏ３。微晶化使得Ｎｉ－Ｃｒ－Ａｌ系三元合金表面生成一层连续Ａ１２Ｏ３所需的Ｃｒ、ＡＬ含量大大降低。     

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     

Transient Oxidation of a γ-Ni–28Cr–11Al Alloy

γ-NiCrAl alloys with relatively low Al contents tend to form a layered oxide scale during the early stages of oxidation, rather than an exclusive α-Al₂O₃ scale, the so-called “thermally grown oxide” (TGO). A layered oxide scale was established on a model γ-Ni–28Cr–11Al (at.%) alloy after isothermal oxidation for several minutes at 1100°C. The layered scale consisted of an NiO layer at the oxide/gas interface, an inner Cr₂O₃ layer, and an α-Al₂O₃ layer at the oxide/alloy interface. The evolution of such an NiO/Cr₂O₃/Al₂O₃ layered structure on this alloy differs from that proposed in earlier work. During heating, a Cr₂O₃ outer layer and a discontinuous inner layer of Al₂O₃ initially formed, with metallic Ni particles dispersed between the two layers. A rapid transformation occurred in the scale shortly after the sample reached maximum temperature (1100°C), when two (possibly coupled) phenomena occurred: (i) the inner transition alumina transformed to α-Al₂O₃, and (ii) Ni particles oxidized to form the outer NiO layer. Subsequently, NiO reacted with Cr₂O₃ and Al₂O₃ to form spinel. Continued growth of the oxide scale and development of the TGO was dominated by growth of the inner α-Al₂O₃ layer.     

水蒸气对NiCrAlY涂层抗高温氧化性能的影响

采用热重分析及现代表面分析方法研究了低压等离子喷涂Ni CrAlY涂层在纯氧以及含5%水蒸气的O2中的高温氧化行为,结果表明：在纯氧的氧化环境中 ,NiCrAlY涂层氧化动力学遵循抛物线规律,在含有5％的水蒸气的O2中,NiCrAlY涂层在氧 化至110 h后氧化动力学几乎呈直线规律.XRD及SEM分析显示,NiCrAlY涂层在O2中氧化180 h后,表面形成一层致密的Al2O3;而在含5%水蒸气的O2中氧化180 h后表面氧化层中 除了有Al2O3外,还有NiO和Cr2O3.其原因在于水蒸气中的氢在氧化物中的溶解,致 使Ni2+扩散 速度增加,使氧化层变得疏松,降低其抗氧化性.     

Oxidation Behavior of Ni-3, 6 wt% Al Alloys at 800 °C in Atmospheres Containing Water Vapor

The oxidation behavior of Ni, Ni–3Al, and Ni–6Al alloys at 800 °C in air + H₂O was investigated. The oxidation kinetics of Ni and the alloys in air + H₂O were very similar, but the mass gains of Ni and each alloy were smaller in air + H₂O than in air. Oxidation products formed on Ni-3 and 6Al alloys consisted of an outer NiO scale and internal Al₂O₃ precipitates. The growth rates of both NiO and the internal oxidation zone were much smaller in air + H₂O. The NiO scale formed in air + H₂O was duplex in structure with outer porous and inner dense layers. The outer porous layer consisted of fine powder-like NiO particles. A thicker metallic Ni(Al) layer formed at the NiO/alloy interface in air + H₂O, caused by extrusion of Ni from the substrate due to volume changes accompanying the internal oxide formation. Formation of the metallic Ni layer appeared to be the reason for the similarity between the oxidation kinetics of both Ni and the alloys in air + H₂O.     

几种Ni-Cr-Al墓低偏析高温合金的抗氧化性能研究

在１０００～１１００℃之间,对三种Ｃｒ、Ａｌ含量及微量元素Ｓ、Ｚｒ含量不同的Ｎｉ－Ｃｒ－Ａｌ基合金进行了恒温和循环氧化实验。结果表明,高Ｃｒ（１６Ｗｔ％）,低Ａｌ（３．５Ｗｔ％）、Ｓ（０．００５ｗｔ％）含量,且不含Ｚｒ的合金其氧化膜层主要由连续致密的Ｃｒ２Ｏ３外氧化层和树根状Ａｌ２Ｏ３内氧化层构成,氧化膜的粘附性较好。高Ａｌ（５ｗｔ％）,低Ｃｒ（９ｗｔ％）、Ｓ（０３００５ｗｔ％）含量,且不含Ｚｒ的合金其氧化膜主要由Ａｌ２Ｏ３,ＴｉＯ２,Ｃｒ２Ｏ３构成,氧化膜的粘附性较差,但在该合金中加入０．１Ｗｔ％Ｓ和０．１Ｗｔ％Ｚｒ,氧化膜的粘附性变好,而恒温氧化速率增加。文中对实验结果进行了综合分析。     

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.     

NiAl-28Cr-6Mo共晶合金的高温氧化行为

本文采用恒温氧化实验方法,在900～1150℃下测试了NiAl-28Cr-6Mo共晶合金的氧化性能,分析了合金的氧化动力学,SEM观测了合金表面以及横截面的形貌.研究表明,NiAl-28Cr-6Mo共晶合金在900～1100℃下合金表面生成了连续的Al2O3氧化膜,具有较好的抗氧化性能;900～1000℃氧化膜主要由θ...