稀土对Fe-Cr-Al合金氧化皮形貌的影响

在1300℃空气中氧化时,不含稀土的Fe-23Cr-6Al合金的氧化皮迅速起皱,氧化皮/基体界面形成大量空洞.对于预先抛光的试样,空洞在基体表面的晶界上连成网格或分布在与夹杂和碳化物相应的位置.加0.15%La,0.15%Ce或0.60%Y的合金,氧化皮平直,与基体表面密合,其氧化皮内层的晶粒为柱状,晶粒间结合紧密.认为稀土抑制氧化初期热蚀坑的发展及减轻氧化皮在其生长应力作用下产生的蠕变变形,是稀土阻止氧化皮/基体界面形成空洞、改善氧化皮粘附性的原因.     

稀土元素对Fe-Cr-Al合金高温氧化层残余应力的影响

本文用衍射仪内标法测定了氧化层的残余应力,研究了稀土元素对Fe-Cr-Al合金在1200℃和1350℃氧化时氧化层残余应力的影响,结果表明,氧化层都存在残余压应力,且稀土元素有明显的影响,不加稀土的A合金σ<100 kgf/mm~2,加(La+Ce)的B合金σ>200kgf/mm~2,加Y的C合金σ>300kgf/mm~2. 若以〔P〕_A=P_(0001)+P_(0118)+P_(1129)+P_(10110)的织构系数值表示氧化层的择优取向的程度,发现氧化层的择优取向程度与粘附性有一定的关系,〔P〕_A>6.5的氧化层不发生剥落,〔P〕_A<6.5的氧化层发生剥落,稀土元素增强氧化层的择优取向程度是它改善氧化层粘附性的原因之一.     

硼含量对Fe-Cr-Al合金高温氧化层结构的影响

以添加不同硼含量的Fe-Cr-Al合金为试验材料,在1220℃下热处理之后,采用X射线衍射、扫描电镜、能谱分析等方法,研究硼含量对Fe-Cr-Al合金在1220℃下氧化层结构的影响。结果表明,当不含硼时,合金氧化层由外层Fe_2O_3,内层为(Fe_(0.6)Cr_(0.4))_2O_3、(Al_(0.9)Cr_(0.1))_2O_3两层氧化层构成;硼含量为8×10~(-6)时,合金氧化层由外层Fe_2O_3、(Fe_(0.6)Cr_(0.4))_2O_3,内层(Al_(0.9)Cr_(0.1))_2O_3两层氧化层构成;硼含量为18×10~(-6)时,合金氧化层由多层氧化层转变为单层Al2O3层,且局部区域发生氧化失稳,生成瘤状氧化层,存在贯穿性微裂纹。因此为了保证1220℃下合金不生成瘤状氧化层,硼的添加量不应超过8×10~(-6)。     

Fe-Cr-Al电热合金的高温氧化行为

对一种Fe-Cr-Al系电热合金0Cr25Al5进行了不同温度(950、1050、1150 ℃)的氧化质量增加试验。结果表明,合金试样在950 ℃下属于完全抗氧化级,在1050 ℃下属于抗氧化级,在1150 ℃下保温40 h以上时,由于Cr₂O₃的氧化挥发导致氧化膜出现空洞,大大降低了合金的抗氧化性能。XRD物相分析表明合金表面氧化膜主要由TiO₂、Al₂O₃和FeCr₂O₄组成。     

稀土元素对Fe-Cr-Al合金1200℃氧化层择尤取向的影响

本文用倒极图法研究了含0.5%Y和0.15%(La Ce)稀土对Fe-Cr-Al合金在1200℃氧化时氧化层择尤取向的影响。稀土元素对氧化层择尤取向类型的影响较小,三种合金的主要择尤取向都是(01(?)8),次要择尤取向有所区别:含稀土的合金是(11(?)9)、(10(?)10),不含稀土的合金是(0001)、(10(?)10)。稀土元素对增强和保持氧化层择尤取向的能力作用较大,其中Y比(La Ce)的作用更为明显。本文应用短路扩散位错通道的模型描述合金的氧化过程,使得氧化层的P_(10(?)1)系数曲线的变化和氧化动力学曲线的变化得到较好的吻合,这说明稀土元素的作用是通过改变氧化层的择尤取向来影响合金的抗氧化性能的。     

煅烧对Fe-Cr-Al合金表面性能的影响

采用热分析和氧化实验探究适宜的煅烧温度和时间,并利用XRD,XPS和SEM表征手段,研究了Fe—Cr-Al合金在950℃氧化前后的表面性能。结果表明：一方面,Fe—Cr—Al合金在950％煅烧5h后表面形成锥形状的氧化铝颗粒物,增大了接触表面积,有利于增强涂层及活性组分与合金之间的附着力;另一方面,合金在高温煅烧时内部元素发生互扩散,促进了铝在表面的富集,能够使氧化铝涂层较牢固地负载于合金表面。     

稀土元素对HP40合金预氧化行为的影响

采用声发射技术原位检测稀土元素改性HP40合金经过不同氧化时间后,氧化膜在降温过程中的剥落行为。结果表明,添加稀土元素的合金经过1h预氧化后氧化膜结合强度并未得到明显提高。随着氧化时间的延长,稀土元素促进合金的内氧化,进而提高了氧化膜与基体界面结合强度。通过BSE观察发现,稀土元素促进氧化膜与基体界面内氧化产物(氧化硅)的形成。同时这种氧化硅提高了氧化膜结合强度,进而改变了氧化膜的剥落形式。     

稀土元素对NiAl/CrMo(Hf)共晶合金氧化性能影响

研究了稀土元素Ce、Nd对NiAl-28Cr-5．5Mo—0．5Hf合金高温氧化性能的影响。并通过扫描电镜和能谱分析研究了氧化产物的微观组织与成分．结果表明：稀土的加入改变了表层氧化膜中各氧化物的含量。适量稀土元素的加入可消除内氧化和减小氧化增重．     

稀土元素Ce与Y对JG4246A合金高温氧化行为的影响

在第二代高温合金JG4246A中分别添加不同含量的稀土元素Ce和Y,得到含0.012Ce(质量分数,%,下同)、0.017Ce、0.034Y、0.061Y四种合金铸锭,研究了在1100℃下Ce与Y对合金高温抗氧化性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)及扫描电镜(SEM)分析了氧化膜的物相组成以及氧化表面的形貌。结果表明,JG4246A合金在1100℃空气中恒温氧化过程中,添加稀土元素可以减少合金的氧化质量增加,氧化动力学符合抛物线规律;相对于稀土元素Y,Ce对减缓JG4246A合金的高温氧化速率的作用更显著;稀土元素的添加没有改变氧化膜的表面形貌,但是生成的尖晶石型氧化物使氧化膜更加致密,能够抑制阳离子的向外扩散,降低氧化反应速率,从而提高高温抗氧化性能。     

稀土元素对铝氧化膜着色的影响

本文采用色度学的方法研究了稀土元素对铝氧化膜着色的影响，结果表明：稀土元素可明显地提高着色膜的着色速度。同时，加入稀土元素后的膜层具有较好的耐座蚀性和耐磨性，稀土含量以０．２０－０．０３％为佳。     

锆合金表面渗氮层对TiAlN涂层结合力的影响

对锆合金基材表面分别进行离子渗氮和气体氮碳共渗,然后采用多弧离子镀技术在锆合金渗氮层表面制备Ti Al N涂层,并与锆合金基材表面直接制备的Ti Al N涂层进行对比,研究渗氮层对涂层结合力的影响。用立式万能摩擦磨损试验机进行摩擦磨损试验;用显微硬度计测试显微硬度;用洛氏硬度计进行压痕试验;用划痕仪测试膜基结合力。试验结果表明:锆合金经过渗氮处理其表面摩擦因数保持稳定;表面硬度和膜基结合力均有所提升,且气体氮碳共渗后的表面硬度和膜基结合力比离子渗氮略高。     

稀土元素Y对K38G高温合金 800℃恒温氧化行为的影响

对加入0.05mass%～0.5mass%稀土Y铸造的K38G高温合金800 ℃恒温的氧化行为进行了研究.结果表明,含Y铸态K38G合金的氧化动力学曲线偏离了抛物线规律,接近于立方规律;Y有效抑制了该合金的内氧化;当Y含量达0.5mass%时,该合金中析出富Y相,降低了其氧化抗力.       

合金元素对Nb-Ti-Al-C合金氧化行为的影响

利用真空非自耗电弧炉制备不同Al含量的Nb-25Ti-8C合金,研究Nb-Ti-Al-C合金的组织结构及其高温氧化行为。研究表明,Nb-25Ti-8C-(0,5,10)Al合金由Nbss和(Nb,Ti)C两相构成;Nb-25Ti-8C-15Al合金由Nbss、(Nb,Ti)C和Nb3Al三相构成。800~1000℃氧化过程中,合金氧化膜为由Nb2O5,Ti O2,Al2O3,Nb O2及Ti Nb2O7多种氧化物构成的混合氧化膜。Ti、Al活性元素可优先与氧发生选择性氧化,抑制氧化物Nb2O5生成,提高氧化膜致密度和合金抗氧化性,并且氧化温度越高,Al元素改善铌合金抗氧化性能效果越明显。Nb-25Ti-8C合金800℃氧化时表现出良好的抗氧化性能,1000℃氧化时Nb-25Ti-8C-x Al合金的抗氧化性能明显优于C-103。随氧化温度升高,氧化膜中Nb2O5含量增加,导致氧化膜与合金基体的内应力增大,引起外层氧化膜脱落。碳化物中C元素以CO2形式挥发导致氧化层表面形成氧化空洞。     

稀土元素钇对ZM5合金组织的影响

在ZM5合金熔体中分别加入不同量的稀土元素钇,经过不同处理,利用光学显微镜和扫描电镜以及能谱分析,研究了稀土元素钇对ZM5合金组织的影响规律.实验结果表明,向ZM5合金中添加稀土元素Y的质量分数达2%时,合金的显微组织明显改善.X衍射和金相照片显示ZM5合金铸态组织为α-Mg固溶体和沿晶界分布的网状β-Mg17AL12组成,固溶处理后Mg17AL12弥散在基体中,而加入稀土元素Y的ZM5合金由α(基体)、Mg17AL12和颗粒状MgY等相组成.经固溶处理后网状Mg17AL12相完全溶解,只留下热稳定性较高的MgY以及析出相Al2Y等.扫描电镜显示ZM5合金拉伸试样断口是解理断裂的断口形态,而加入稀土元素Y的ZM5合金拉伸试样断口是沿晶断裂 准解理断裂的混合断口形态.究其原因为加入稀土元素Y后,熔体中生成了与镁基体共格的强化相MgY和弥散的析出相改变了断口形貌.     

稀土元素Y对Ti-600合金热稳定性的影响

研究了添加与未添加稀土元素Y的合金固溶时效(STA)处理后以及高温长时暴露(600℃/100 h)后毛坯热暴露的室温拉伸性能,结合显微组织等的分析,探讨了Y对合金热稳定性能的影响。结果表明:稀土元素Y的添加可使合金室温塑性提高,STA时室温延伸率提高25%,600℃热暴露100 h后则提高51.9%。热暴露后,添加稀土合金的塑性损失率明显低于不加稀土合金。合金中,稀土元素Y主要以稀土氧化物Y2O3的形式弥散析出。通过细化组织、降低铝当量、改变合金中的位错组态,改善合金的室温塑性,提高合金的热稳定性。     

微量稀土元素Er对1420合金织构的影响

采用X射线衍射分析、金相组织观察和透射电镜等技术手段,研究了Er对1420合金板材织构的影响。结果表明,微量Er能够增强1420合金板材变形织构,其中黄铜织构B{011}〈211〉增强最为明显,其主要原因是加入微量Er可降低1420合金的层错能,同时Er与位错之间存在较高的交互作用能。另外,Er的抑制再结晶和细化再结晶晶粒作用也有利于变形织构的形成与维持。     

稀土元素对Sn-9Zn合金润湿性的影响

Zn的活泼性使Sn-9Zn无铅钎料的润湿性和抗氧化性很差，在Sn-9Zn合金中加入适量混合稀土元素(Ce，La)可以改善其润湿性能。分别在245，260和290℃通过润湿平衡实验对钎料的润湿性进行了研究，并对RA，RMA，R和WWR4种不同钎剂进行了比较。结果表明：在运用活性松香钎剂时，微量混合稀土元素可以显著提高Sn-9Zn合金润湿性；而提高钎焊温度也可以改善润湿性能。     

稀土元素对Al-Cu-Mg-Ag合金显微组织影响的研究进展

Al-Cu-Mg-Ag合金展示了比传统Al-Cu及Al-Cu-Mg合金更加优异的室温与高温力学性能,源于其主要强化相(Ω相)有较好的热稳定性.然而该合金的使用温度仍然低于200 ℃,当温度超过200 ℃时,Ω相的粗化速率急剧增加,容易发生共格失稳而转变为θ相,从而降低合金的高温力学性能.研究表明通过添加合适的稀土或过渡族元素可以有效地抑制Ω相的生长速率,提高Ω相的形核密度和热稳定性,从而提高合金的高温力学性能.综述了Ce、Yb及Sc元素对Al-Cu-Mg-Ag合金显微组织与力学性能的影响,并探讨了Ce、Yb及Sc元素提高Ω相热稳定性的机理.     

稀土元素Y和Ce对定向凝固镍基高温合金高温氧化行为的影响

用热重法研究稀土元素Y和Ce对定向凝固镍基高温合金DZ444高温氧化行为的影响,用X射线衍射仪和扫描电镜等观察和分析氧化膜组成和形貌。结果表明:合金在700、850和950℃下的恒温氧化动力学均符合抛物线规律,稀土元素的添加对其无影响;然而,添加稀土元素使其氧化激活能由257.6 kJ/mol降低至246.8kJ/molDZ444合金氧化膜分为3层:外层为疏松的Cr、TiO和(Cr2的混合物;中间层为Cr内氧化物层为Al。稀土元素未改变合金氧化膜的组成。稀土元素极易偏聚在合金表面,促进保护性Cr膜的形成,从而阻止合金的进一步氧化,并能有效抑制合金的内氧化。