Y_2O_3含量对机械合金化Fe-15Cr合金循环氧化行为的影响

采用机械合金化及热压法制备Fe-15Cr、Fe-15Cr-0.8Y_2O_3和Fe-15Cr-3Y_2O_3合金,研究不同Y_2O_3含量对Fe-Cr合金在900℃空气中循环氧化行为的影响.结果表明:Fe-15Cr合金实验1 h氧化膜就有严重的剥落现象,循环氧化9 h后,试样已经几乎完全被氧化;Fe-15Cr-0.8Y_2O_3的氧化质量增量明显大于Fe-15Cr-3Y_2O_3的质量增量,Fe-15Cr-3Y_2O_3的抗高温循环氧化性能最好.Fe-15Cr-0.8Y_2O_3合金的氧化膜主要分为两层,外层主要由Fe_2O_3组成,内层主要由复合氧化物FeCr_2O_4组成,在与基体连接处,存在不连续的Cr_2O_3.Fe-15Cr-3Y_2O_3合金的氧化膜可分为两层,外层主要为Fe_2O_3,厚度较Fe-15Cr-0.8Y_2O_3合金薄;内层比较致密,主要由复合氧化物FeCr_2O_4组成,内层与基体结合良好,结合处零星有富集的Cr_2O_3.Y_2O_3的添加可有效提高Fe-15Cr合金的抗循环氧化能力,其中Fe-15Cr-3Y_2O_3合金好于Fe-15Cr-0.8Y_2O_3合金.     

Al涂层对Ni基合金高温氧化性能的影响

为了研究Al涂层对Ni基合金高温氧化性能及氧化机理的影响,采用磁控溅射方法在Ni基合金表面制备了Al涂层,在600℃下对涂层进行了真空扩散退火和预氧化处理,并研究了涂层在1 100℃下的高温氧化性能.利用扫描电子显微镜和能谱仪分析了氧化膜的截面形貌及组成.结果表明,Ni基合金氧化动力学曲线近似服从抛物线规律,且合金的氧化增重最大.经过1 100℃高温氧化后,Ni基合金表面形成三层氧化膜,外层为Ni O、Cr_2O_3、Al_2O_3的混合氧化物和少量尖晶石氧化物,中间层主要为Ni的氧化物,内层为Al_2O_3.Al涂层试样的氧化增重相对较小,表明Al涂层在一定程度上提高了Ni基合金的抗氧化性能.     

TP347H钢高温水蒸气氧化组织与成分分析

为研究奥氏体耐热钢TP347H的高温氧化行为,对现场高温管材及其产生的氧化皮进行了样本采集和特性研究,并利用自制实验室高温蒸汽氧化装置在800℃下对TP347H钢管试样进行了高温蒸汽氧化模拟对比试验.采用氧化增重法和最小二乘法得到了该温度下的氧化动力学方程,结果表明TP347H钢在800℃时的水蒸气氧化动力学遵循抛物线规律.对所试验样品的氧化膜进行的扫描电镜及能谱分析表明,氧化膜的结构分为内、外两层,在外层中,氧含量从外到内逐渐减少,Fe含量由内到外逐渐减少;外层氧化膜仅含微量的Cr、Ni元素,在内层中Cr元素在基体和内层的界面处存在富集,与此同时该处Ni元素则显示出关联性贫化.     

铁钝化膜厚度的电化学和光电化学测量

本文用电化学和光电化学方法研究了在硼酸/硼酸钠溶液中铁钝化膜厚度和成膜电位的关系。指出铁钝化膜由两层氧化物组成,内层为具有导电体性质的Fe_3O_4,外层为具有半导体性质的Fe_2O_3,在钝化区的电位范围内,内层Fe_3O_4的厚度和成膜电位无关,而外层Fe_2O_3的厚度和成膜电位成正比关系。     

10CrMo910钢在高温高压水蒸汽中形成的氧化膜的特征分析

利用扫描电镜、电子探针和X射线衍射技术对某电厂高温高压水蒸汽工况下运行15万h的10CrMo910钢主蒸汽管形成的氧化膜进行形貌、结构、成分及物相分析,结果表明:氧化膜外表面形貌呈丘状或蘑菇云状,低倍下横断面呈石状,有明显分层,层间存在大量孔隙;内层氧化膜结构致密,外层氧化膜结构疏松,但无贯穿内、外氧化层的缝隙或孔洞链;氧化膜晶粒大多为纳米晶粒,少量为微米晶粒,部分晶粒之间存在较大尺寸的片状晶粒;在氧化膜横断面上,O、Fe的分布较为均匀;外层氧化膜中的Cr、Mo含量较低,且分布均匀;内层氧化膜中的Cr、Mo含量显著高于外层氧化膜,较外层氧化膜有一突变,且Cr、Mo分布存在浓度梯度,在靠近内层-外层氧化膜结合处,内层Cr、Mo含量最高,然后依次降低;Cr、Mo的分布特征与氧化膜的形成、元素扩散及其挥发有关;氧化膜产物为Fe3O4和FeCr2O4.     

Y_2O_3含量对机械合金化Fe-20Cr合金循环氧化行为的影响

采用机械合金化及热压烧结技术制备Fe-20Cr、Fe-20Cr-0.8 Y_2O_3和Fe-20Cr-3Y_2O_3合金,研究Y_2O_3对Fe-Cr合金在900℃空气中循环氧化行为的影响.结果表明:Fe-20Cr合金氧化质量增量最大,Fe-20Cr-0.8Y_2O_3合金氧化质量增量其次,Fe-20Cr-3Y_2O_3氧化质量增量最少,抗高温循环氧化性能最好;Fe-20Cr合金氧化100 h后,试样几乎完全被氧化;Fe-20Cr-0.8Y_2O_3合金的氧化膜分为3层,外层主要为Fe2O3,中间层主要为Fe Cr2O4,内层主要为Cr2O3;Fe-20Cr-3Y_2O_3合金的氧化膜也分为3层,外层明显比Fe-20Cr-0.8Y_2O_3致密,空洞直径比较小,数量也比较少;Y_2O_3的添加可有效提高Fe-20Cr合金的抗循环氧化能力,其中Fe-20Cr-3Y_2O_3合金好于Fe-20Cr-0.8Y_2O_3合金.     

680℃蒸汽下T91钢的氧化行为

采用热分析天平连续称重法对T91钢680℃水蒸气氧化动力学进行研究,用扫描电镜、X射线能谱仪和X—Ray物相分析仪对腐蚀产物的形貌、成分、物相等进行测定。结果表明：T91钢在氧化45h后,其动力学曲线服从直线规律,氧化速率为0．189g·m^-2·h^-1;氧化膜呈现明显三层结构,内层为致密富Cr的CrFe2O4无晶界层,中层存在大量柱状空洞贫Cr的以Fe3O4为主、CrFe2O4少量的尖晶石层,外层为Fe2O3无Cr的等轴状晶组织。     

新发展的实验方法观察的Ni—20Cr合金氧化、还原表面结构形成的电子理论

用俄歇(Auger)电子扫描微观分析法,X-光光电子谱仪,氩离子溅射剥层法等最新发展的方法结合电镜、X-光分析,前人曾观察到Ni-20Cr合金在氧化和还原的气氛中形成的表面层结构。它包括有NiO,NiCr_2O_4,Cr_2O_3、α-Al_2O_3四种氧化物。作者根据这些氧化物的晶体结构和Ni、Cr实验原子磁矩数,应用作者所发展的经验电子理论得到的NiO的高、低温相,Cr_2O_3、α-Al_2O_3的详细价电子结构以及NiCr_2O_4的同型尖晶石型结构如Fe_3O_4、NiFe_2O_4………所共有的价电子结构的一般结果,对氧化层特别对还原层的表面层结构进行了价电子键结合深度的分析。很简单而自然地说明了这种表面固体化学的实验。     

Z3CN20-09M钢高温高压水蒸气腐蚀行为研究

为了探究压水堆核电站一回路工况条件对Z3CN20-09M不锈钢的氧化腐蚀行为的影响,采用恒温氧化法对Z3CN20-09M钢在400℃、16.0MPa水蒸气中和400℃空气中的氧化行为进行了对比研究.利用不连续增重法研究其氧化动力学,通过扫描电子显微镜观察氧化膜微观形貌,用能谱分析判断氧化膜成分,X射线衍射仪分析其具体物相组成.试验结果表明:Z3CN20-09M不锈钢在高温高压水蒸气中,氧化动力学曲线遵循双直线规律,在空气中氧化动力学曲线遵循指数规律,水蒸气中腐蚀速率大于空气中腐蚀速率,说明水蒸气对腐蚀有加速作用;高温水蒸汽中氧化膜形貌为针状和大尺寸颗粒状,氧化物为Cr2O3、Fe2O3和FeCr2O4,高温空气中氧化膜形貌为小尺寸颗粒状和絮状,氧化物为Cr2O3和Fe2O3.     

Al-Si共渗涂层对1Cr18Ni9Ti不锈钢氧化行为的影响

采用料浆法与真空扩散相结合的方法在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备Al-Si渗层,并研究其在1 000℃空气中的氧化行为.利用带能谱的扫描电镜(SEM/EDS)对氧化产物的显微组织形貌进行观察与分析.结果表明:无涂层不锈钢在1 000℃空气中的氧化动力学曲线遵循直线规律,表面产生了疏松、不完整的氧化膜,且局部存在裂纹,与基体的黏结性能差,经EDS分析可知氧化膜的主要成分为Cr_2O_3以及Fe_2O_3等氧化物,抗氧化性能差.渗Al-Si涂层不锈钢在氧化前期比无涂层不锈钢氧化增重大,主要是由于产生了Al_2O_3保护性膜,氧化后期氧化增重明显降低,氧化动力学曲线呈现抛物线规律,并且产生了Al_2O_3保护性膜,厚度约为8μm,与基体的黏附性能好,可有效阻止氧化反应的进一步发生,提高不锈钢的抗氧化性能.     

涂敷Na2SO4盐膜的Ni基合金在900℃空气中的热腐蚀

采用涂盐法,在纯Ni、Ni-10Cr、Ni-20Cr和Ni-10Cr-5Al合金上涂敷40～ 45 g/m2厚度Na2SO4盐膜,研究其在900℃空气中的热腐蚀行为.结果表明：纯Ni和3种Ni基合金的抗热腐蚀性能依纯Ni、Ni-10Cr-5Al、Ni-10Cr、Ni-20Cr的次序递增.3种Ni基合金形成了相似的腐蚀膜结构,腐蚀膜大体分3层,外层都是NiO.Ni-20Cr合金中间层为连续的Cr2O3层,内部出现极少的硫化物;Ni-10Cr合金腐蚀膜的中间层是相对深色的NiO和Cr2O3混合层,内侧出现硫化物;而Ni-10Cr-5Al合金腐蚀膜的中间层是NiO、Cr2 O3和Al2O3的混合氧化物,内层是Cr和Al的硫化物,分布在腐蚀膜和基体的界面上,有的分布在合金基体上.在Ni的基础上添加Cr并增加Cr含量均提高了合金的抗热腐蚀性能,但在Ni-10Cr的基础上增加质量分数5％Al却使抗热腐蚀性能下降.     

一种含Ti镍基合金在950℃的恒温氧化行为

用热重分析法测定了氧化动力学曲线,并采用XRD和SEM/EDAX等手段,研究了一种镍基合金950℃的高温氧化行为。结果表明,在950℃氧化初期,合金的氧化质量增重较快,随着氧化时间延长,氧化质量增加的速率逐渐降低,氧化动力学曲线符合抛物线规律,氧化膜出现少量剥落。合金表面氧化膜由三层组成,外氧化层为TiO2,中间层氧化物为Cr2O3、NiCr2O4、CrTiO3和NiAl2O4,内氧化层氧化物为Al2O3.     

T91钢高温水蒸气氧化行为

通过T91钢在650℃高温水蒸汽条件下的氧化实验,用静态增重法测定了T91钢的氧化动力学曲线,其氧化动力学遵循类抛物线规律;对氧化膜进行扫描电镜、X射线衍射和能谱分析.结果表明,氧化膜的氧化物类型为Fe2O3和Fe3O4,在不同的氧化时间段分别呈片状、簇状、条状和颗粒状;氧化物晶粒是通过形核和长大形成的;氧化1h时,氧化膜的表面有Cr,其后均未发现Cr,且随后的8h氧化过程中,氧化反应一直在氧化膜的外表层进行,即发生外氧化.     

20#钢在CO2/H2O气液两相塞状流中的腐蚀行为

采用自主设计动态腐蚀实验装置研究20#钢在CO_2/H_2O两相塞状流条件下的腐蚀行为,利用失重法、SEM、EDS和XRD等手段对腐蚀试样进行腐蚀速率分析、腐蚀形貌观察以及腐蚀产物成分与膜层结构特征分析.结果表明:随时间的延长腐蚀速率呈先小幅减小、后快速增大、再明显降低的趋势,4h和8h分别达实验条件下的最大值(2.074 6 mm/a)和最小值(1.898 8 mm/a);下管壁腐蚀形貌特征表明随时间延长腐蚀产物膜层由初始阶段疏松团絮状产物+细小针状产物组成含有微裂纹的单层腐蚀产物膜层逐渐转变为双层腐蚀产物膜,外层膜疏松其具有贯穿性裂纹,而内层膜相对致密并随时间延长致密度逐渐提高,EDS分析结果表明内层相对致密膜层的铁含量高于外层膜,属于富铁腐蚀产物,外层相对疏松膜层的碳氧元素含量之和相比内层膜较高;在同时间段上管壁腐蚀产物沿垂直流动方向呈条带状分布,由初始粗大疏松产物颗粒逐渐转变为具有规则排列特征的晶粒;腐蚀产物主要由Fe、C、O三种主要元素组成,主要组成相有Fe_3C、FeCO_3、Fe_3O_4、FeOOH.     

Fe-Cr合金在Na_2SO_4盐膜下的热腐蚀行为

研究表面涂覆20~25 g/m2和40~45 g/m2两种厚度Na2SO4盐膜的Fe-10Cr和Fe-20Cr合金在900℃空气中的热腐蚀行为.结果表明:涂盐量为20~25 g/m2和40~45 g/m2的Fe-10Cr和Fe-20Cr合金在腐蚀24 h后的腐蚀增重均明显大于未涂盐的两种合金在相同温度下纯氧化的增重;SEM分析表明涂两种厚度盐膜的Fe-10Cr合金的腐蚀膜均可分为3层,外层是Fe2O3,中间层以Fe2O3和Cr2O3的混合物为主,内腐蚀区有少量Cr的硫化物;两种涂盐量的Fe-20Cr合金表面均形成了较疏松的Cr2O3腐蚀层,腐蚀膜内层均未出现内硫化现象.     

K282合金的高温氧化行为研究

采用DTA、XRD、SEM和EDX研究K282合金在700℃、800℃和900℃大气环境下氧化动力学行为。结果表明,700℃氧化时,氧化初期增重速度较快,之后增重速度变慢,材料只发生了外氧化,氧化层产物为Cr_2O_3。在800℃和900℃氧化时,合金的氧化增重遵循抛物线规律,合金发生了内氧化,内氧化产物为Al_2O_3,外氧化层产物为Cr_2O_3和TiO_2。合金氧化速率由金属离子和氧离子在氧化膜中的扩散速度决定,温度越高扩散速度越快,合金氧化增重速度越快。     

Fe-Ni-Al合金在900℃时的氧化行为研究

为了提高Fe-Ni合金的抗氧化性能,采用熔铸法制备了50Fe-40Ni-10Al三元合金,采用增重法研究了其在900℃空气中的高温氧化行为.利用XRD、SEM和EDS对氧化膜进行了表征.结果表明:氧化过程满足抛物线规律;经过开始时的快速氧化后,在氧化膜底部生成了一层连续完整的Al2O3膜,阻止了Al的内氧化及其他金属的氧化,氧化速度显著降低;氧化产物以Fe2O3、Fe3O4为主,含有少量的Al2O3以及尖晶石型氧化物AlFe2O4;Fe2O3和Al2O3形成了固溶体;氧化进行过程中Al2O3的含量逐渐上升.所得合金具有良好的抗氧化性能,基本满足作为惰性阳极材料的要求.     

K444铸造镍基高温合金的高温氧化行为

为了研究燃气轮机叶片材料K444铸造镍基高温合金的高温氧化性能,研究了K444铸造镍基高温合金800℃及850℃恒温氧化动力学及氧化机制.采用x射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱仪分析了K444合金氧化产物、氧化膜形貌及成分.结果表明：在实验条件下K444合金氧化动力学遵循抛物线规律.在高温氧化期间,K444合金表面氧化膜无明显剥落.氧化膜主要由Cr₂O₃组成,含有少量的NiCr₂O₄及TiO₂.氧化膜呈多层结构：外层较薄,膜质疏松,孔隙较多,是以TiO₂为主的不连续氧化物膜层;中间层是以Cr₂O₃为主的连续致密保护性氧化物膜层,其中含有少量的NiCr₂O₄及TiO₂;内氧化层以Al₂O₃为主.     

溅射Al涂层对Ni基合金热腐蚀性能的影响

采用磁控溅射方法在镍基合金表面制备Al涂层并对部分试样进行真空扩散,研究其在900℃空气中涂敷25%NaCl+75%Na_2SO_4(质量分数)盐时的热腐蚀行为.采用SEM/EDX及XRD进行分析,结果表明:无涂层镍基合金形成了疏松、不完整的Cr_2O_3和NiO的混合氧化物,且发生了内硫化;具有Al涂层的镍基合金形成了完整的Al_2O_3和Cr_2O_3的混合氧化膜,并且氧化膜较薄,在一定程度上提高了合金的耐腐蚀性能;扩散退火后形成FeAl相,使涂层与基体具有更好的结合强度,腐蚀24 h后Al_2O_3膜保持完整,具有继续保护作用.     

2520不锈钢的高温氧化行为研究

采用静态增重法测定2520不锈钢在高温条件下的氧化动力学,运用X射线衍射测定氧化物类型,运用扫描电镜（SEM）观察不同氧化时间形成的氧化膜的形貌,通过能谱分析（EDS）氧化膜的成分,研究2520不锈钢的高温氧化行为.实验结果表明,氧化物类型主要为Fe2O3,且氧化物类型随温度的升高而变化.在氧化初期,氧化物中富Fe,氧...