新型Co-Al-W合金高温氧化行为研究

研究了γ′-Co3(Al,W)相沉淀强化的新型钴基高温合金,Co-Al-W抗高温氧化性能。利用SEM、EPMA、XRD等方法研究了新型Co-Al-W合金在800℃和900℃空气中静态氧化增重动力学和抗高温氧化机理,并与镍基高温合金Manaurite900相比较。研究发现,在800℃氧化时,9.8W合金抗氧化能力最强,但在900℃时,9.8W和7.5W合金的增重最大,Manaurite900和10.7W的抗氧化能力最好。合金在2种温度下氧化后,表面氧化膜主要由三层构成,即Co氧化物Co3O4组成的氧化膜最外层,Co、Al、W复杂氧化物组成的中间过渡层及Al和Co氧化物组成的氧化膜最内层。     

二元双相Cu-50Cr合金在700─900℃空气中的氧化

Cu－50Cr合金在700—900℃空气中的氧化结果表明,合金的氧化动力学在700和800℃遵循抛物线速度规律,在900℃其瞬时抛物线速率常数随时间而降低．合金氧化外层膜是CuO和Cu2O,内层膜由氧化铜和尖晶石型氧化物为基并嵌有Cr颗粒组成,Cr表面有Cr2O3和Cu2Cr2O4膜。900℃的氧化膜与基体金属界面上可观察到连续的Cr2O3层.合金未形成Cr的选择性外氧化．     

一种含铝奥氏体不锈钢的高温氧化行为

采用称量法研究了新型Cr21Ni35NbAl合金分别在700 ℃、800 ℃和900 ℃空气中的静态氧化行为,并绘制其高温氧化动力学质量增加曲线。结合X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及能谱分析（EDS）对高温氧化膜层的形貌及结构进行表征。结果表明：新合金的高温氧化动力学质量增加曲线遵循抛物线规律,700 ℃氧化膜主要为(Fe0.6Cr0.4)2O3和少量Al2O3;800 ℃氧化膜较为复杂,主要为Al2O3、(Al0.9Cr0.1)2O3和少量Fe(Cr, Al)2O4;900 ℃时氧化膜主要为Al2O3和少量(Al0.9Cr0.1)2O3。     

含石墨镍铬基合金的高温氧化行为

利用热重分析法、X射线衍射法和扫描电镜研究了不同石墨含量(0%、3%、6%、9%)镍铬基高温合金在800℃、900℃和950℃下的高温氧化行为。合金在石墨含量较低,800℃、900℃氧化时,氧化增重基本遵循抛物线规律,表面氧化膜无剥落,在950℃氧化时表面氧化膜出现剥落,近似直线规律。900℃氧化时,含石墨0%、3%的合金氧化膜由Cr2O3和NiCr2O4组成。根据氧化膜的组成分析了合金的氧化机理。     

含铝奥氏体耐热钢的高温氧化性能

以Fe-18Cr-30Ni为基础,添加不同含量的Al设计了4组新型奥氏体耐热钢。利用氧化质量增加法研究了4组新型奥氏体耐热钢在700、800和900 ℃下空气中的氧化行为,绘制了氧化动力学质量增加曲线,并利用XRD、SEM和EDS对氧化膜的表面形貌及结构进行了表征。结果表明,1～3号钢在900 ℃时均形成了较为致密的Al2O3内层氧化膜,合金表面生成的复合氧化膜由内到外依次为 Al2O3、(Al0.9Cr0.1)2O3、尖晶石氧化物Fe(Cr, Al)2O4;1号钢氧化过程中还形成了富（Cr, Fe）的混合氧化物,降低了Al2O3氧化膜的连续性;4号钢900 ℃并没有形成致密的Al2O3内层氧化膜,生成的复合氧化膜由内到外依次为 (Al0.9Cr0.1)2O3、尖晶石氧化物Fe(Cr, Al)2O4。     

溅射纳米晶IN738合金的恒温氧化行为

利用磁控溅射方法在IN378合金上制备了同成分的纳米晶涂层,研究了该合金与纳米晶涂层在800℃、900℃和1000℃ 的怛温氧化行为。结果表明：纳米晶涂层在900℃和1000℃氧化时能形成双层的外氧化膜,表层为TiO2和Cr2O3为主的混合氧化物层,内层为连续的AI2O3层,没有内氧化及氮化,但在800℃氧化却不能形成连续的AI2O3内层。讨论了纳米晶的氧化机理。     

合金元素对Co-Al-W合金高温氧化行为的影响

研究新型Co-Al-W合金在800和900℃空气中氧化动力学及元素Mo、Nb、Ta和Ti对合金高温氧化行为的影响。结果表明:在800℃氧化100 h后,Co-8.8Al-9.8W(摩尔分数,%)和Co-8.8Al-9.8W-2Ta合金的质量增加较小,表明其抗高温氧化能力较强;在900℃氧化时,Co-8.8Al-9.8W-2Mo、Co-8.8Al-9.8W-2Nb、Co-8.8Al-9.8W-2Ta和Co-8.8Al-9.8W-2Ti合金的质量增加小于Co-8.8Al-9.8W合金的,表明加入合金元素可以提高合金的抗高温氧化能力;在不同温度下,Co-Al-W合金氧化膜表面出现团聚、开裂和脱落现象;氧化膜分为3层,外层为Co3O4氧化物,中间层为W、Al和合金元素的复杂氧化物,内层为Co和Al的氧化物。从合金氧化动力学曲线来看,在800℃时合金元素增强Co-Al-W合金抗高温氧化能力由强至弱依次为Ta、Ti、Mo、Nb;在900℃时按Ti、Ta、Mo、Nb顺序依次减弱。     

Cr18Ni30Mo2Al3Nb合金的高温抗氧化性能

采用称重法测得Cr18Ni30Mo2Al3Nb合金在不同温度下的高温氧化动力学曲线。结果表明,该合金的氧化曲线遵循抛物线氧化规律,具有优良的抗氧化性能。利用扫描电镜、X射线衍射的方法对氧化膜表面形貌及结构进行研究,该合金在3个温度下氧化膜完整致密,700℃氧化膜主要由Fe和Cr的混合氧化物(Fe0.6Cr0.4)2O3和少量Al的氧化物组成;800℃氧化膜主要是Al和Cr的混合氧化物(Al0.9Cr0.1)2O3和少量Al2O3及少量Fe的氧化物;900℃氧化膜主要是(Al0.9Cr0.1)2O3和Al的氧化物,还含有少量Fe(Cr,Al)2O4和MnFe2O4。     

800H合金的高温抗氧化性能

利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)等,对800H合金高温氧化膜的增厚动力学、形貌及氧化物组成进行了分析。结果表明,700和800℃下形成的氧化膜相近,由(Cr,Fe)2O3和Mn-Cr氧化物组成;900℃时的氧化膜急剧增厚,里层依然是Cr2O3,中间层则是Cr-Fe-Mn氧化物,外层为富Ti的氧化物。通过热力学和动力学计算,提出了800H合金氧化膜形成的模型,发现TiN的存在改变了氧化膜的结构。     

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。     

新型含铝奥氏体耐热钢高温氧化行为

对新型含铝奥氏体耐热钢分别在700、800和900℃下进行了循环氧化试验,并采用增重法研究了高温氧化动力学曲线,结合扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)系统地表征氧化膜层的元素、结构和形态。结果表明:该新型耐热合金氧化动力学曲线遵循抛物线规律; 700℃氧化膜主要由C_r2O_3和Fe_2O_3的混合氧化物与少量Al_2O_3构成;800和900℃氧化膜由内层的Al_2O_3和亚表层的(Cr,Al)_2O_3与表层的尖晶石结构的Fe(Al,Cr)_2O_4构成。     

铸造镍基高温合金K35的高温氧化行为

测定了铸造镍基高温合金K35在850-1000℃温度范围内的氧化动力学曲线；并计算出其氧化激活能Qp1=274kJ／mol，Qp2=315kJ／mo1．其氧化动力学曲线都符合抛物线规律．900℃以下，K35合金属于完全抗氧化级；900-1000℃为抗氧化级．X射线衍射、扫描电镜和能谱分析表明，K35合金的氧化膜分为3个区域：外层是性质疏松的Ti及Cr氧化物混合层，并含有少量尖晶石Nicr2O4与NiAl2O4；中间层是性质致密的Cr2O3氧化层；内层(过渡层)是A12O3．     

Ni76Cr19AlTi合金的高温氧化行为

采用静态恒温氧化增质法研究Ni76Cr19AlTi合金在600~800℃范围内的高温氧化动力学规律,采用场发射扫描电镜对氧化产物进行表面和横断面形貌观察,用X射线衍射仪分析氧化膜层的物相组成。结果表明,合金在600~800℃范围内氧化增质与氧化时间的关系遵从抛物线规律,氧化速率常数Kp随温度的升高而增大;在800℃下氧化200 h,平均氧化速率为0.002 15 mg.cm-2.h-1,合金属于完全抗氧化级;氧化过程中,氧化膜主要受控于Cr2O3的生长,经过长时间氧化后,表层为比较疏松的TiO2和Cr2O3,内层为起保护作用的Cr2O3和Al2O3,氧化膜的组成以Cr2O3为主。     

含铼镍基单晶高温合金在900℃的循环氧化行为

采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)及能谱(EDAX)等手段,研究了一种含铼镍基单晶高温合金在900℃的高温循环氧化行为.结果表明,在氧化初期合金的氧化质量增加较快,随着氧化时间延长氧化增重和失重交替进行,氧化动力学曲线不符合抛物线规律.高温氧化期间,合金发生明显的外氧化和内氧化,900℃氧化形成的氧化膜由三层组成,外层氧化膜由NiO、A12O3和(Ni,Co)Cr2O4组成;中间层为平直的CrTaO4及AlTaO4层;内层氧化物为Al2O3.在合金的氧化期间,分布在中间层的富Re、Ta和W相可抑制基体中Al向外扩散,并抑制氧化膜的生长,使氧化速度降低.     

预氧化对Co-Al-W基高温合金高温氧化和热腐蚀行为的影响

将900℃常氧分压(900-PreO)、950℃常氧分压(950-PreO)和1000℃低氧分压(1000-LPreO)预氧化应用于Co-Al-W基高温合金,研究其高温氧化和热腐蚀行为,利用XRD、SEM和EDS表征了合金氧化层的结构和形貌特征。结果表明,采用900-PreO、950-PreO和1000-LpreO均可获得结构致密的预氧化层。1000℃氧化时,900-PreO预氧化层中的Cr2O3层进一步氧化而减薄,削弱了其对O及金属元素扩散的阻碍,致使氧化增重与未预氧化合金的情况相近;1000-LPreO预氧化生成的TiTaO4层易开裂,导致氧化层脱落严重,抗氧化性能较差;而950-PreO预氧化生成的CoCr2O4和Al2O3层致密且连续,氧化层的保护性强,氧化增重减缓。Co-Al-W基高温合金的热腐蚀中,950-PreO预氧化层中的CoWO4和Al2O3层阻止腐蚀介质进入合金基体,腐蚀增重锐减超过了80%。     

拉晶速率对DZ417G合金高温氧化性能的影响北大核心CSCD

采用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)方法研究了拉晶速率对DZ417G合金γ'相和碳化物形态,以及对合金900℃下氧化行为的影响。结果表明,随着拉晶速率的增大,合金中γ'相细化,碳化物由细小颗粒变成棒状,合金900℃下100 h的氧化速率呈逐渐降低再升高的趋势。合金氧化层主要由3层组成,氧化外层主要为Ni、Co、Cr和V的氧化物,而在过渡层中富含Cr、Al元素,形成Cr、Al的氧化物,内层形成Ni的氧化物。当拉晶速率为7 mm/min时,合金的氧化速率最低,合金过渡层中致密的Cr、Al的氧化物层阻碍了氧的向内扩散,使合金具有良好的抗氧化性能。     

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.     

双相电触点材料Cu-50Cr合金的高温氧化行为

研究了双相电触点材料Cu-50Cr合金在700～900℃空气中的高温氧化行为.随着温度的升高合金的氧化速度加快,在700和800℃时近似遵循抛物线规律,而在900℃时则明显偏离抛物线.合金未形成保护性的Cr2O3氧化膜,而形成了氧化物与金属相共存的特殊氧化膜结构.这解释了这种特殊氧化膜结构的形成原因.     

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。     

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。