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。     

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．     

晶粒细化对Cu—20Ni—20Cr合金氧化行为的影响

为探讨晶粒尺寸变化对三元复相合金氧化行为的影响，采用机械合金化制备了纳米晶三元Cu-20Ni-20Cr合金，并对比研究了该合金与同成分的铸态合金在700℃～800℃，0．1MPa纯氧气中的氧化行为。结果表明，铸态合金表面没有形成连续的Cr2O，保护膜，而是形成了含有所有组元氧化物及它们复合氧化物的复杂氧化膜结构。纳米晶Cu—20Ni—20Cr合金在700℃时合金表面形成了连续的Cr2O3氧化膜，而800℃时虽没有形成Cr2O3外氧化膜，但氧化膜规则平坦，外层是CuO，中间层是Cu2O，NiO和Cr2O3组成的混合氧化物区，内层则形成了一薄但不连续的Cr2O3层。晶粒细化降低了合金表面形成Cr2O3氧化膜所需活泼组元Cr的临界浓度。     

三相Cu—Ni—30Cr合金高温氧化行为研究

研究了Cr含量相对较高的Cu—Ni—30Cr合金在700℃-800℃，0．1MPa纯氧气中的氧化行为。结果表明：合金氧化动力学较复杂，其瞬时抛物线速率常数随时间而降低，氧化动力学曲线通常不是由单一的抛物线或直线组成而是由几段组成。Cu—Ni—Cr为三相合金，3相的存在增加了合金表面形成Cr2O3氧化膜所需临界浓度，但30at％Cr足以使合金表面形成连续的Cr2O3外氧化膜。氧化膜内层是合金和氧化物相共存的混合区，被氧化的岛状物是由Cr2O3和Cu，Ni组成。这种混合内氧化机制与经典内氧化明显不同。     

典型耐热镍基合金抗高温氧化行为研究

通过高温循环氧化实验,研究了3种镍基合金在1095和1150℃的高温抗氧化行为,并采用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)研究了氧化膜表面形貌、氧化膜厚度及成分。结果表明:BSTMUF601合金的抗氧化性能优于Inconel601合金和Incoloy800H合金,Incoloy800H合金抗氧化性能最差。1095℃下合金的氧化动力学曲线呈抛物线规律,1150℃下Incoloy800H合金抗氧化性显著降低,试样氧化极为严重,温度低于1150℃时合金均体现出良好的抗高温氧化能力。BSTMUF601和Inconel601合金氧化后表面生成一层致密的氧化膜,经分析主要是Cr和Al的氧化物,且氧化膜外层以Cr的氧化物为主,氧化膜厚度接近50μm,Incoloy800H合金表面氧化层中以Fe的不同结构氧化产物为主。     

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。     

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。     

奥氏体不锈钢Cr18Ni3Mn11Cu3NbN高温抗氧化性能

采用称重法测得了奥氏体不锈钢Cr18Ni3Mn11Cu3NbN在不同温度下的高温氧化动力学曲线,结果表明,该钢在700℃和800℃的氧化曲线遵循抛物线氧化规律,根据平均氧化速度的评级标准,在此温度下钢＂完全抗氧化＂。利用扫描电镜、X射线衍射的方法对氧化膜表面的形貌及结构进行了研究,发现该钢700℃氧化膜致密完整,主要由Mn2O3、MnFe2O4（尖晶石结构）和Cr的氧化物组成;800℃氧化膜出现脱落,主要由Mn2 O3、MnFe2 O4（尖晶石结构）、Cr的氧化物和Fe的氧化物组成;900℃氧化膜脱落严重,主要由Mn2O3、Fe2O3、尖晶石结构的MnFe2O4组成。     

GH3535合金700℃恒温氧化行为研究

利用增重法,研究了GH3535合金在700℃/700 h下的恒温氧化行为。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)和同步辐射荧光(SRXRF)分析技术研究了GH3535合金高温氧化膜的氧化动力学、形貌及氧化物的组成。结果表明,GH3535合金在700℃/700 h氧化后表面氧化膜无明显剥落,氧化动力学曲线遵循立方规律,氧化膜厚度为5μm左右,无内氧化现象发生。700℃下,GH3535合金属于完全抗氧化等级。合金表面生成的氧化膜成分以Ni O、Cr2O3、Ni Cr2O4和Ni Mn2O4为主。     

NiCrAIY涂层对Ni基高温合金K17抗氧化性能的影响

采用电弧离子镀技术在铸造Ni基高温合金K17上沉积NiCrAlY涂层,测定了K17合金和NiCrAlY涂层在900℃～1100℃的氧化动力学曲线.实验结果表明:K17合金和NiCrAlY涂层在不同温度静态空气中氧化动力学曲线基本符合抛物线规律.900℃和1000℃时,K17合金上沉积NiCrAlY涂层后,明显改善了合金的抗氧化性.1100℃时,涂层的保护作用不如900℃和1000℃.900℃氧化时,NiCrAlY涂层氧化膜由α-A12O3和Cr2O3组成;1000℃氧化时,氧化初期,NiO、Cr2O3和A12O3 3种氧化物同时生成.随着氧化的进行,不仅氧化膜增厚,而且发生较复杂的反应,氧化膜的相组成发生变化.随着氧化温度升高,涂层和基体之间元素扩散加剧,Ti从基体扩散到涂层表面形成氧化物是导致涂层抗氧化性降低的原因之一.氧化膜从涂层上剥落下来,也导致了涂层抗氧化能力降低.     

Grain size effects on the oxidation of two ternary Cu-Ni-20wt.% Cr alloys at 700-800 °C in 1 atm O2

Two nanocrystalline two-phase Cu-Ni-Cr alloys, both prepared by mechanical alloying and containing about 20 at.% Cr but with different Ni contents (40 and 20 wt.%, respectively), have been oxidized in 1 atm O₂ at 700-800 °C. Their oxidation behavior has been compared with that of two cast alloys of the same composition, already studied previously, to examine the effects of a large reduction of the size of the individual phase grains and particles. The nanophase alloy with 40 wt.% Ni formed a flat external layer of chromia of regular thickness, while the corresponding cast alloy produced a very irregular chromia layer, often protruding deeply into the alloy, only after an initial stage of rather fast corrosion involving also copper and nickel, associated with some degree of internal oxidation. By oxidation at 700 °C the nanophase alloy with 20 wt.% Ni formed an irregular chromia layer associated with low corrosion rates. The corresponding cast alloy formed complex scales containing Cu, Ni and Cr oxides, extending into the alloy in the form of large pegs, even though a very irregular and discontinuous innermost chromia layer was still able to produce low corrosion rates. On the contrary, at 800 °C both alloys formed complex scales containing mixtures of the oxides of the three metal components. However, the scales grown on the cast alloy were much more irregular in thickness and formed large protrusions into the alloy. In spite of this, the corrosion kinetics of the nanophase 20 wt.% Ni alloy at 800 °C were more irregular and, except for an initial stage, less protective than that of the cast alloy with the same composition.     

Oxidation behavior of three-phase Cu-25Ni-30Cr alloy at 700- 800℃ under high oxygen pressures

The thermogravimetric analysis of a ternary Cu-25Ni-30Cr alloy prepared by conventional casting was performed in 0.1 MPa pure O2 at 700 - 800 ℃. The results show that the alloy is composed of three phases,where the phase with the largest copper and lowest chromium content forms the matrix, while the other two,much richer in chromium, form a dispersion of isolated particles. At variance with another three-phase Cu-20Ni-20Cr alloy, which forms complex scales containing the oxides of the various components and double oxides plus an irregular region composed of alloy and oxides, the present alloy can form a very irregular but continuous chromia layer at the base of the mixed internal region, producing a gradual decrease of the oxidation rate down to very low values. A larger chromium content needed to form chromia layer for a ternary three-phase alloy is attributed to the limitations to the diffusion of the alloy components in the metal substrate imposed by their multiphase nature.     

T91钢超音速电弧喷涂45CT涂层在90%Ar+10%H2O气氛中的循环氧化行为

采用超音速电弧喷涂方法在T91钢上制备了45CT涂层,研究了样品在800℃和850℃的90%Ar+10%H2O气氛中的循环氧化行为,利用XRD和SEM/EDS分析了涂层氧化前后的表面成分和结构。结果表明:氧化后表面的氧化物主要由Cr2O3,NiCr2O4及NiO组成,850℃氧化后的表面氧化物还含有Fe2O3;45CT涂层在800℃下表现出良好的抗氧化性能,而在850℃氧化时,涂层出现裂纹,Fe通过裂纹快速向外扩散,导致涂层在氧化过程中失效。     

一种镍基单晶高温合金的恒温氧化行为

通过静态增重法对一种镍基单晶高温合金在900℃和1000℃的恒温氧化行为进行了测定,并利用X射线衍射和扫描电镜对氧化产物进行了分析。结果表明,该合金在900℃和1000℃均为完全抗氧化级,900℃的氧化速率明显低于1000℃的氧化速率。合金的氧化产物以(Ni,Co)O为主,并形成了较多的α-Al₂O₃ 和较少量的Cr₂O₃,同时形成了CrTaO₄及（Ni,Co）Al₂O₄和 Co(Al,Cr)₂O₄等尖晶石氧化物。氧化物呈层状分布,(Ni,Co)O在最外层,而Al₂O₃在内层。另外,在靠近α-Al₂O₃层的合金基体中出现了内氮化物。     

两种Co-Nb合金在60O℃～800℃1大气压纯氧中的氧化

研究了含Ｎｂ１５和３０ｗｔ％的Ｃｏ－Ｎｂ二元合金在ｌａｔｉｎ纯氧中６００～８００℃的氧化特性。它们的氧化动力学近似地遵循抛物线规律,而其瞬时氧化速率常数随时间而减低、且以６００℃氧化者尤甚。两合金的氧化速率均高于纯Ｃｏ,但其速率增量颇低。在所有的实验条件下,两合金都发生了外氧化与内氧化,外氧化膜的外侧为连续的纯氧化钴带,其下为两个二元Ｃｏ－Ｎｂ氧化物（ＣＯＮｂ２Ｏ６和ＣＯ４Ｎｂ２Ｏ９）与基金属氧化物的混合。内氧化带为氧化钴、氧化铌（Ｎｂ２Ｏ５或／和ＮｂＯ２）的混合,而在该带的最外侧还有源于富Ｎｂ合金相的二元氧化物。在合金－氧化膜界面处都没有观察到贫铌带。从合金的和所生成氧化膜的显微组织特征,尤其是从铌在钴中溶解度低的角度,对合金的氧化行为进行了讨论。     

DD6单晶高温合金的等温氧化行为(英文)

研究第二代单晶高温合金DD6在1050℃和1100℃下的等温氧化行为,分别采用SEM、XRD和EDS对氧化产物进行分析。结果表明,在1050℃和1100℃温度下,DD6合金的100h氧化动力学曲线遵循亚抛物线规律。在1050℃时,氧化产物分为两层,外层为NiO和少量的Al2O3,内层为Al2O3。而在1100℃时,氧化产物分为三层,外层为Al2O3和少量的NiO,中间层为Cr2O3和TaO2,内层由Al2O3组成。在这2种温度下的氧化物下面都形成了无γ′相的区域。     

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。     

Ce对Fe-Cr合金高温氧化行为的影响

Fe-15Cr 和 Fe-30Cr 合金在1000至1200℃空气中氧化时,表面富铁氧化伤的发展导致保护性Cr_2O_3层衰退,氧化速率增大。添加 Ce 可延迟衰退过程的发生,从而大幅度减低氧化速率。随氧化温度和合金成份变化,Cr_2O_3层衰退的开始时间和发展特征随之改变,Ce 对氧化行为的影响因而呈现出规律性的变化。研究发现,合金中 Cr 的内氧化使 Cr_2O_3层形成小舌包卷合金并使其氧化成富铁氧化物。这是Cr_2O_3层衰退的原因之一。含 Ce 合金中 Ce 的优先内氧化则降低自氧化层进入合金的氧浓度,抑制Cr 的内氧化。氧浓度降低还能促进 Si 的内氧化物在氧化层/合金界面集聚。     

OXIDATION BEHAVIOR OF KOVAR ALLOY IN CONTROLLED ATMOSPHERE

Controlled oxidation experiments were performed on Kovar alloy by changing oxidation atmosphere, temperature, and exposure time to produce films with different oxide type and thickness. The results indicated that single Fe3O4 and single FeO were respectively obtained when Kovar alloy was oxidized in N2-2.31%H2O-0.95%H2 at 500℃ and in N2-2.31%H2O-0.5%H2 at 1000℃, and all kinetic curves followed linear relation; mixed oxides of FeO and Fe3O4 formed when Kovar was oxidized in N2-2.31%H2O at 1000℃and parabolic kinetics were obeyed. Analysis of metallographic cross section of oxides indicated that oxygen diffusion inward through the oxide scale is responsible for intergranular oxide, which had formed beneath the oxide scales when the oxide products were mixed oxides of FeO and Fe3O4, and which did not occur when the oxide was single FeO or Fe3O4. The oxidation model was also established.     

NiCrAlY涂层对单晶镍基合金高温氧化行为的影响

通过对有无NiCrAlY涂层镍基单晶合金进行不同温度的恒温氧化动力学曲线测定及组织结构观察,研究了纳米晶NiCrAlY涂层对高Cr单晶镍基合金高温氧化行为的影响。结果表明：在高温氧化期间,无涂层试样发生明显的氧化、内氧化和内氮化,在表层为Al2O3、Cr2O3的混合氧化物,在次表层氧化物中富含元素Ta,而元素Al贫化,并在近基体区域存在内氧化物;随氧化温度升高,元素Al的贫化区尺寸增大,其中,富Ta相可抑制基体中元素Al向外扩散,延缓合金的氧化速率。合金在氧化初期增重迅速,而恒温氧化增重动力学曲线呈现起伏波动的原因,归结于表面氧化膜的形成与剥落。高Cr单晶合金经溅射NiCrAlY纳米晶涂层,可有效改善合金的抗氧化性能;有涂层试样在不同温度的恒温氧化动力学曲线仅在氧化初期有轻微增重而后趋于平稳,其形成的Al2O3氧化膜不发生明显的剥落,仅在基体近涂层/基体界面区域存在少量AlN内氮化物。