Sn对锆合金在280℃LiOH水溶液中初期腐蚀行为的影响

为了研究Sn对锆合金初期腐蚀行为的影响,将Zr-0.75Sn-0.35Fe-0.15Cr和Zr-1.5Sn-0.35Fe-0.15Cr (质量分数,%) 2种锆合金大晶粒TEM薄样品放入280℃、6.3 MPa、0.01 mol/L LiOH水溶液中短时腐蚀。为了保证在相同的厚度和晶粒取向下观察分析晶体结构演化过程,先采用聚焦离子束(FIB)切出横截面薄区样品,再采用TEM观察腐蚀样品表面和横截面的显微组织,利用离孔周围不同距离处样品厚度差别造成的氧含量差别,研究了Sn对锆合金初期氧化行为、早期氧化膜的形核与长大过程的影响。结果表明,从开始氧化至ZrO_2形成前,α-Zr的晶格点阵会随着样品中氧含量增加而不断演变;在取向为[0001]的晶粒上氧化层的演化过程经历了亚氧化物层、晶格畸变层和m-ZrO_2层等过程。与Zr-0.75Sn-0.35Fe-0.15Cr合金相比,Zr-1.5Sn-0.35Fe-0.15Cr合金氧化膜横截面薄区中氧化层更厚,晶格条纹畸变层占比更低而m-ZrO_2层占比更高,这说明提高Sn含量会促进锆合金的初期腐蚀过程。     

晶粒细化对Cr-25Nb合金高温氧化行为的影响

采用电弧熔铸和机械合金化+热压烧结技术制备晶粒尺寸相差较大的Cr-25Nb合金,研究其在950及1200 ℃空气中的氧化行为。结果表明,熔铸态及机械合金化Cr-25Nb合金氧化后均没有发生Cr的单一外氧化,而形成了以Cr2O3为外层、NbCrO4为内层的双层氧化膜结构;机械合金化Cr-25Nb合金在950及1200 ℃的氧化速度均小于熔铸态合金,特别是在1200 ℃氧化100 h后,熔铸态Cr-25Nb合金的氧化增重是机械合金化合金的2倍多。这主要是因为晶粒细化促进了氧化膜内应力的释放,提高了氧化膜与基体的粘附性     

Sn和Nb对Zr-Sn-Nb-Fe锆合金中第二相粒子的影响

利用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)研究了采用相同工艺制备的Zr-1.2Sn-1Nb-0.3Fe、Zr-0.4Sn-1Nb-0.3Fe和Zr-0.4Sn-0.65Nb-0.3Fe锆合金板材中的第二相粒子特征。结果表明,Sn在第二相中存在偏聚,第二相颗粒的形成过程中Nb直接析出,合金中第二相主要为密排六方结构Zr(Nb,Fe)2;当Nb含量为1wt%、Sn含量从0.4wt%增加到1.2wt%时,第二相面密度减小而平均直径变大,第二相中Nb/Fe比升高;当Sn含量为0.4wt%、Nb含量从0.65wt%增加到1wt%时,第二相面密度增大而平均直径变小,第二相中Nb/Fe比同样升高。     

3种锆合金的高温氧化行为

对Zr-A和Zr-B锆合金在700-1200℃的O_2中进行了等温氧化实验,观察了合金的氧化动力学行为和基体微观结构演变,并与低Sn的Zr-4合金作了对比.结果表明,700—1200℃氧化时,3种锆合金的动力学曲线基本服从抛物线规律,Zr-B合金在700℃氧化1200 s后速率出现转折;800℃时Zr-A和Zr-B合金的氧化速率出现转折;1000℃时3种合金动力学曲线由抛物线变为近似直线;1100℃以上氧化时,动力学曲线呈抛物线规律,未出现转折.在1100℃以上氧化时,合金成分对3种合金的高温氧化性能影响甚微.依据氧化增重数据得到了3种合金在700—1200℃氧化反应的抛物线速率常数K_p的表达式.     

锆合金氧化膜在真空退火过程中的氧扩散行为

针对己预腐蚀生成一定厚度氧化膜的Zr-Sn-Nb合金,研究了其在不同温度下进行真空热处理过程中的氧扩散动力学及亚稳相演变行为.结果表明,真空退火后氧化膜变薄,氧在氧化锆基体中的扩散增强,并计算了特定合金中氧的扩散系数.退火后微观化学分析表明亚稳相层厚度增加.固溶氧锆基体(Zr(O))层也明显增厚.针对该现象,讨论了对应...     

Ce／Nb离子注入Zr-4合金氧化行为的比较

利用MEVVA源对Zr-4合金分别进行1×1016 ions/cm2至1×1017ions/cm2剂量的铈离子与铌离子注入,比较了Ce/Nb离子注入对Zr-4合金氧化行为的影响.结果表明,铈离子注入可以较大程度地提高Zr-4合金的抗氧化性能,而铌离子注入则在一定程度上使Zr-4合金的氧化性能下降.GAXRD分析显示,铈离子注入促进了氧化锆由单斜相向六方相的转变,但铌离子注入却对氧化锆相的转变没有影响.并探讨了Ce/Nb离子注入影响Zr-4合金氧化行为的机理.     

Sn含量对N36锆合金在LiOH水溶液中耐腐蚀性能的影响

比较了N36(Zr-1Sn-1Nb-0.3Fe)及低锡N36 (Zr-0.8Sn-1Nb-0.3Fe)锆合金样品在360 ℃/18.6 MPa/0.03 mol/L LiOH 水溶液中的耐腐蚀性能,发现N36提前发生腐蚀转折,转折后腐蚀增重远高于低锡N36。观察了腐蚀转折后合金样品氧化膜形貌及物相特征,发现在氧化膜断面上形成平行于氧化膜／金属界面的裂纹,而界面氧化膜呈"菜花"状生长;与N36相比,低锡N36氧化膜形貌显示断面裂纹相对较少,界面生长的氧化膜较为平整;随腐蚀速率的增加,断面裂纹增多,界面膜呈"菜花"状凸起越严重;氧化膜中产生的裂纹与四方相的转变有关。讨论了Sn对N36合金耐腐蚀性能影响的机理,认为固溶在α-Zr中的Sn含量是引起耐腐蚀性能差别的主要原因。     

Nb2 O5颗粒尺寸对锆合金氧化膜内应力的影响

Nb第二相在含Nb锆合金中普遍存在,其在锆合金氧化膜中的氧化产物主要为Nb_2O_5。Nb_2O_5与氧化锆的弹性模量、热膨胀系数等不同,会引起第二相与氧化膜晶格失配,从而对氧化膜内应力产生影响。基于有限元方法,研究了高温高压条件下锆合金氧化膜中不同尺寸的Nb_2O_5颗粒对氧化膜应力场的影响。结果表明:Nb_2O_5颗粒附近氧化膜产生了应力集中现象,应力集中区的范围随着Nb_2O_5颗粒尺寸的增大而增大,这些区域容易产生缺陷,导致氧化膜内出现微裂纹。     

Effects of Nb and Si on high temperature oxidation of TiAl

The isothermal oxidation behavior of TiAl based alloys at 900℃ in air with a combination of Nb (5%-10%, mole fraction) and Si (1%-5%, mole fraction) was investigated. The microstructure and the composition of the oxidation scale were studied by using XRD, TEM and EPMA. The results show that the combination of Nb and Si can improve the oxidation resistance of the alloys significantly. The element Si can change the typical microstructure of oxidation scale on TiAl based alloys. In alloys with Si addition, the compact Al2O3 forms in the interior side of oxidation scale. When x (Si)3%, the Ti5Si3 phase forms and the coarse crystal TiO2 forms on Ti5Si3 phase after oxidation. The increase of Nb content in the TiAl based alloys impedes the growth of Ti5Si3 phase, and the formation of TiO2 on surface and on Ti5Si3 phase is also impeded.     

Effect of Nb on oxidation behavior of NiTiNb alloys

The oxidation behavior of NiTi and NiTiNb alloys containing different amounts of Nb （7%, 9%, mole fraction） were studied at 800℃ in air. It is found that the oxidation resistance of NiTi alloy can be effectively increased by the Nb addition. Under the same oxidation condition, the mass gain of NiTi is about 7 mg/cm^2, while the inass gains are only 3 mg/cm^2 for Ni47Ti44Nb9 alloy and 2.4 mg/cm^2 for Ni52Ti41NbT. Moreover the oxidation resistance of single phase NiTiNb alloy is better than that of the dual-phase alloy with large amount of Nb precipitates. On the basis of thermodynamics and kinetics of oxidation, the effect of Nb alloying element on the oxidation behavior of NiTi-based alloys was discussed.     

低合金钢中合金元素高温氧化行为研究

对低合金钢进行了900~1 200 ℃高温氧化实验,对钢中Si、Mn、Cu、Cr和Ni等合金元素的高温氧化行为进行了研究。结果表明：高温下Si元素与Cu元素存在明显的富集,Si元素会氧化生成Fe2SiO4,阻碍铁离子在氧化铁皮中的扩散,使钢具有一定的抗氧化性;Cu元素可以改善钢的强度、韧性与耐腐蚀性,但是高温氧化后极易形成“富铜液相”,导致出现“铜脆”现象;在1 200 ℃下,Cr元素和Ni元素也会发生富集,Cr在高温下会在氧化铁皮和基体钢之间形成FeCr2O4,同样具有一定的抗氧化性;Mn的氧化物与Fe的氧化物很相似,两者相应氧化物有很高的互溶度;Ni元素对氧化过程没有较大的影响。     

添加Nb对Zr-0.75Sn-0.35Fe-0.15Cr合金高温蒸汽氧化行为的影响

本文熔炼了Zr-0.75Sn-0.35Fe-0.15Cr-xNb（x=0、0.15、0.50、1.00,wt.%）合金,并制备成板状样品。采用TG-DSC研究了4种锆合金在模拟LOCA工况下800~1200 ℃的抗高温蒸汽氧化行为和相变行为,利用金相显微镜分析了氧化样品横截面的显微组织。结果表明,4种锆合金的抗高温蒸汽氧化性能并没有随Nb含量的变化呈单一的变化规律,其氧化动力学大多为线性规律,只有添加0.5%Nb的合金在1000 ℃的氧化动力学发生了两次转折,由线性规律转变为幂指数规律再转变为线性规律;锆合金中基体的相转变温度随着Nb含量的增加而降低,而其氧化物的相变行为并没有随Nb含量的变化呈单一变化趋势,这说明Nb含量对锆合金氧化物的相变行为的影响比对合金相变行为的影响复杂。氧化温度为800 ℃、1000 ℃和1200 ℃时,氧化样品截面组织分别为：ZrO2和α-Zr(O),ZrO2、α-Zr(O)和原β-Zr层,ZrO2和α-Zr(O); 800 ℃氧化样品截面各层组织的厚度占比基本不随Nb含量发生变化;1000 ℃氧化样品截面α-Zr(O)层的厚度占比随Nb含量的增加而增大,原β-Zr层的厚度占比正好相反,出现了指状侵入的α-Zr(O)。1200 ℃氧化样品截面显微组织厚度占比随Nb含量的变化比较复杂。这说明Nb有促进β→α-Zr(O)转变的作用。     

Effect of initial pH on chalcopyrite oxidation dissolution in the presence of extreme thermophile Acidianus manzaensis

The influence of initial pH on the chalcopyrite oxidation dissolution at 65 °C was investigated by bioleaching and cyclic voltammetry experiments, and the oxidation products were investigated by XRD and Raman spectroscopy. Bioleaching results show that chalcopyrite dissolution rate increases with the decrease of the initial pH in chemical leaching, while the influence of initial pH on bioleaching is on the contrary. The presence of Acidianus manzaensis does not promote chalcopyrite dissolution under initial pH 1.0, which mainly results from serious inhibition of high acidity to the growth of Acidianus manzaensis. Electrochemical experiments results show that anodic oxidation currents of electrolyte with or without Acidianus manzaensis both increase with the increase of initial pH, and covellite and sulfur are detected on the electrode surface. The results confirm that chalcopyrite dissolution in chemical leaching is under the combined action of oxidation and non-oxidation of proton, with conversion of chalcopyrite to covellite and elemental sulfur.     

合金元素对Ni基高温合金1223K氧化行为的影响

研究了不同Cr、Ti、Ta含量定向凝固Ni基高温合金的1223 K恒温氧化行为。结果表明：Cr、Ti、Ta对合金的抗氧化性能在氧化的不同阶段作用各异。在氧化初期,由于Ti元素与O的亲和力很强,Ti含量高的No.3合金在氧化曲线上增重较为明显,而随着氧化的进行,Cr含量高的No.1合金增重较大,这是由于Cr的选择性氧化所致。在1223 K,No.1合金中Ti和Ta含量较低无法形成有效弥散分布于Cr2O3之中,难以形成连续的保护性氧化膜,从而不能有效地阻碍Cr3＋向合金内部持续扩散。而No.2和No.3合金中Ti和Ta含量适中,形成连续膜可延缓Cr3＋的持续向外扩散,对改善合金的抗氧化能力有积极作用。     

Effect of CaO composition on oxidation and burning behaviors of AM50 Mg alloy

Oxidation and burning behaviors were studied for CaO added AM50 Mg composites which were manufactured by conventional melting and casting processes without SF6 protective gas. CaO added AM50 Mg composites show the stable oxidation resistance, while AM50 Mg alloys show the poor oxidation resistance. The effects of CaO addition on the burning resistance under ambient, nitrogen and dry air atmospheres were examined for CaO added AM50 Mg composites. With increasing CaO addition, the burning temperature increase...     

Al、Si及Y多元合金化对Cr-20Nb合金高温氧化行为的影响

针对软第二相Cr稍微降低Laves相NbCr2合金的1200℃抗氧化性,采用Al、Si及Y多元合金化来提高Cr-20Nb合金的高温抗氧化性能。结果表明,多元合金化的Cr-20Nb合金1100℃及1200℃抗氧化性均好于加入单一合金化的及纯Cr-20Nb合金,并随着Si合金元素含量增加,Cr-20Nb合金的氧化增重变小,抗氧化性变好;SEM结果表明,添加合金元素后,氧化膜与基体的粘附性得到了明显提高。     

热压烧结对Laves相NbCr2合金组织及高温氧化行为的影响

研究了不同热压温度和时间对Cr-33at%Nb合金显微组织及氧化行为的影响,并用SEM和X射线衍射对合金组织及氧化产物进行了分析。结果表明,热压温度升高有利于组织致密,保压时间延长有利于Laves相NbCr2热反应合成。不同热压条件制备的Cr-Nb合金在1200℃的氧化动力学均近似符合抛物线规律,氧化膜均由两部分组成,外层为Cr2O3,内层为CrNbO4。随着热压温度的升高,合金氧化速率减小;保压时间由15min延长到80min时,合金氧化速率逐渐减小,但当达到120min时,氧化速率又有所提高。