EFFECTS OF RARE EARTH ADDITIONS ON THE COHESION OF OXIDE SCALE IN AN Fe-Cr-Al ALLOY

0.103％La,0.092％Ce,0.068％(Ce+La)混合稀土和0.25％Y皆能成倍提高0Cr25Al5电热合金的快速寿命和恒温寿命,显著提高合金丝表面氧化皮在高温下的强度.合金添加稀土后,抑制了α-Al_2O_3氧化皮内层Fe,Cr离子的富集,在加Y合金的外氧化皮中还高度富集了Y_3Al_2(AlO_4)_3相(YAG),提高了氧化皮本身的结合力,这可能是稀土元素提高Fe-Cr-Al合金高温寿命的主要原因.     

稀土元素提高铁铬铝电热合金抗氧化性的作用

本文研究稀土对 Fe—25Cr—5Al 电热合金的作用。加稀土后,它的抗氧化性,高温强度及寿命都有一定程度的提高。通过氧化试验、寿命试验、氧化皮形貌的观察、相分析等,得知稀土能提高氧化皮的粘附性,降低基体中 Al 的消耗,减少了氧化皮中铁与铬的含量。因此可以认为加稀土是提高这种电热合金抗氧化性和寿命的主要原因。本文对以上问题作了较系统的叙述。     

SEM INVESTIGATION ON HIGH TEMPERATURE OXIDATION OF Fe-23Cr-6Al ALLOYS (WITHOR WITHOUT La, Ce AND Y ADDITIONS)

本文以扫描电镜(带X射线波长谱仪)为主要工具,对Fe-23Cr-6Al合金(不含稀土及加La,Ce和Y)1300℃高温氧化进行了研究.阐明了不含稀土合金氧化皮粘附性极差的根源,是部分向外扩散的阳离子留在氧化皮/基体界面处的空位聚集成空腔,使氧化皮和基体产生部分脱离的缘故.并认为添加稀土改变氧化皮的生长机制,是稀土改善Fe-Cr-Al合金高温氧化皮粘附性的主要原因.     

Fe-23Cr-6Al合金(不含稀土及加La,Ce和Y)高温氧化的扫描电镜研究

本文以扫描电镜(带X射线波长谱仪)为主要工具,对Fe-23Cr-6Al合金(不含稀土及加La,Ce和Y)1300℃高温氧化进行了研究.阐明了不含稀土合金氧化皮粘附性极差的根源,是部分向外扩散的阳离子留在氧化皮/基体界面处的空位聚集成空腔,使氧化皮和基体产生部分脱离的缘故.并认为添加稀土改变氧化皮的生长机制,是稀土改善Fe-Cr-Al合金高温氧化皮粘附性的主要原因.     

抗高温氧化腐蚀专用焊条

通过A402，A302，A202及Cr24Ni7不锈钢焊条熔敷金属的抗高温氧化腐蚀性能对比试验分析，设计了新的专用焊条合金系统Cr26Nil6，并在焊条药皮中分别添加微量稀土氧化物La2O3及CeO2，研究不同稀土氧化物添加量对焊条熔敷金属在空气中和含硫气氛中抗高温氧化及腐蚀性能的影响，从而确定了合理的稀土氧化物加入量。最后，对合金系统为Cr26Nil6的专用焊条进行工艺评价。结果表明，专用焊条工艺性好，用该焊条所焊焊缝的性能可满足抗高温氧化腐蚀使用要求。微量稀土氧化物在焊条药皮中的加入，对其熔敷金属的抗高温氧化性能有所提高，对在含硫气氛中的抗高温腐蚀性能有显著提高；加入La2O3的焊条熔敷金属比加入CeO2的焊条熔敷金属抗高温氧化及硫化腐蚀性能更好。     

稀土改性Fe-Cr合金连接体高温氧化行为研究

以一种稀土改性Fe-Cr铁素体合金为研究对象,分析了氧化温度和氧化时间对该合金高温氧化行为的影响。利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)技术研究了合金氧化物的相组成及微观形貌演化过程,通过增重法研究了合金的高温氧化动力学。结果表明,稀土改性Fe-Cr合金高温氧化过程中形成的氧化层物质主要为Mn Cr2O4和Cr2O3。合金在650~800℃工作温度范围内氧化程度较小,并且在800℃空气中氧化0~168 h的氧化速率常数仅为9.63×10-15g2·cm-4·s-1,它是中低温固体氧化物燃料电池合适的连接体备选材料。     

添加0.1 mass%Y的K38G高温合金1000℃恒温氧化行为

研究了添加0.1mass%稀土Y的铸造K38G高温合金在1000℃的恒温氧化行为.结果表明,较之不含Y的合金,含Y铸态K38G合金的氧化速率显著降低; 氧化时形成双层的外氧化膜,表层为以Cr2O3和TiO.2为主的混合氧化物层,内层为连续的Al2O3层;没有内氧化和内氮化,没有氧化膜的剥落,加入稀土Y有效地提高了氧化膜的粘附性能.     

混合稀土阻燃ZM5镁合金的氧化膜结构分析

通过添加0.1%的混合稀土(RE)到ZM5镁合金中,镁合金的起燃温度可提高约206℃,针对这种合金,利用SEM-EDS和X射线衍射分析表明,在高温下,该合金表面生成了一层由(RE)2O3(混合稀土氧化物)、MgO、Al2O3、Mg17Al12组成的致密氧化膜,混合稀土具有明显的表面富集现象;通过热力学研究氧化膜的形成过程发现,RE与MgO发生交互反应,使中间层的(RE)2O3增加,导致中间层致密度增加,从而起到阻燃的效果.     

高Cr镍基单晶合金1050℃的高温氧化性能

采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱(EDAX)等手段,研究了一种高Cr镍基单晶高温合金在1050℃的高温氧化行为.结果表明,氧化初期合金增重迅速,氧化增重不遵循抛物线规律,表面氧化膜出现剥落,氧化过程由形成Al2O3和Cr2O3所控制.高温氧化期间,合金发生明显的外氧化和内氧化,外氧化膜Cr2O3和(Ni,Co)Cr2O4组成,内氧化物为Al2O3.在内氧化物上方出现贫Al富Ta区,元素贫化区尺寸随时间的延长而增大,富Ta相抑制基体中Al向外扩散,并抑制氧化膜生长.     

二元双相Cu-Cr合金在700和800℃空气中的氧化行为研究

研究了二元Cu-Cr合金Cu-0.5Cr,Cu-7.0Cr和Cu-15.0Cr(原子分数,%)在700和800℃空气中的高温氧化行为.合金的氧化动力学基本遵循抛物线规律,其中Cu-0.5Cr合金的氧化近似于纯Cu的氧化行为,氧化产物主要为Cu的氧化物,Cr2O3颗粒弥散分布于氧化膜内层靠近膜/基体界面;Cu-7.0Cr和Cu-15.0Cr氧化后外层形成CuO和Cu2O,内层为Cr2O3和Cu2O·Cr2O3混合氧化物,并含有部分未氧化的Cr颗粒.合金的氧化速率随Cr含量的增加而降低,并且b相尺寸减小也利于提高Cu-Cr合金的抗氧化能力.合金氧化膜结构和生长规律与合金的原始显微组织和b相分布状态有关.     

新型镍基高温合金950℃氧化行为的研究

利用静态增重法研究新型镍基高温合金950℃氧化动力学,氧化增重分段遵循抛物线规律.并且通过XRD、SEM和EDX等观察和分析.结果表明,新型镍基高温合金氧化膜的组成主要以Cr2O3为主,并且含有(Co,Ni)Cr2 O4,Al2O3及TiO2,在氧化过程中,发生了内氧化.     

Ni-20Cr-Y_2O_3弥散氧化物微晶涂层及其高温氧化性能

采用高频电脉冲沉积技术在Ni 2 0Cr合金表面上沉积MGH75 4ODS合金 ,获得了Ni 2 0Cr Y2 O3 弥散氧化物微晶涂层。在 10 0 0℃空气中对Ni 2 0Cr合金及施加涂层的试样进行 10 0h的氧化实验。结果表明 ,微晶化和添加弥散氧化物 (Y2 O3)促进了铬发生选择氧化形成Cr2 O3 氧化膜 ,提高了合金的抗高温氧化性能和氧化膜的粘附性。用AFM ,SEM ,EDS和XRD分别对Ni 2 0Cr合金与Ni 2 0Cr Y2 O3 弥散氧化物微晶涂层的形貌、结构和成分进行了研究 ,讨论了弥散氧化物微晶涂层改善Ni 2 0Cr合金高温氧化性能的协同作用机理。     

稀土和硅及激光处理对镍铬合金氧化行为的影响

<正> 本文研究了合金Ni-20Cr,Ni-15Cr-1.5Si,Ni-15Cr-1.5Si-0.5Ce及激光处理后的Ni-20Cr合金的高温氧化行为,探讨了稀土与硅对镍铬合金高温氧化行为的协同作用,镍铬合金的氧化机理及短路扩散机制。结果表明,镍铬合金中加入硅,能降低氧化速率,同时降低合金抗循环氧化能力。合金中同时加入稀士铈和硅,由于稀土的掺杂效应及CeO_2的缺陷结构,使氧化速率提高,但明显改善氧化膜的粘附性,稀土元素对提高氧化膜的粘附性并     

Cr涂层Zr-4合金包壳的高温空气氧化/扩散行为

目的 在Zr合金包壳表面制备Cr涂层,以提高Zr合金包壳在事故环境下的抗高温氧化性能。方法 采用多弧离子镀技术在Zr-4合金包壳上制备约17 μm的Cr涂层,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散光谱(EDS)和电子探针(EPMA)等方法,分析试样氧化前后的相组成、微观形貌和扩散行为,并评估试样在1 100、1 200、1 300 ℃空气环境中氧化后的高温氧化性能。结果 沉积态Cr涂层显微结构致密均匀,(110)面有很强的织构。Cr涂层在高温空气中氧化60 min后,保持了涂层结构完整性。氧化后的Cr涂层Zr合金系统均为多层结构,包括外部Cr2O3层、中间Cr涂层、内部Cr-Zr扩散层和Zr合金基体。在涂层/基体界面上形成了具有Laves相的金属间ZrCr2扩散层,ZrCr2层下方的区域出现了大量分散的沉淀相。在Cr-Zr中间层和Zr合金界面处的不对称原子扩散导致Kirkendall空位生成,空位的聚集和合并导致空穴的形核和生长。结论 Cr涂层表面形成了致密的Cr2O3层,提高了Zr-4合金的抗高温氧化性能。通过研究高温空气中Cr涂层Zr-4合金包壳材料的高温空气氧化/扩散行为,可为耐事故涂层的开发、制备和应用提供一定的理论指导和技术支持。     

稀土改性Fe-Ni基涂层的高温性能

为提高Fe-Ni基涂层的高温性能,在Fe-Ni基合金粉末中添加La2O3和Ce2O3的混合物,对涂层的高温氧化行为和高温耐磨损性能进行研究.结果表明:稀土改性Fe-Ni基涂层组织细密、晶粒细小、形成稀土化合物LaNi4Si、Ce2Ni22C3以及硬质相Cr3Si;稀土改性Fe-Ni基涂层具有良好的高温抗氧化性能,在氧化初期,涂层质量迅速增加,氧化动力学曲线符合抛物线规律,在氧化后期,氧化动力学曲线符合直线规律,质量增加缓慢.高温抗氧化性能的提高和Cr3Si硬质相的弥散分布使涂层的高温耐磨性能得到显著的提高.     

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。     

新型Cr18Ni31Al合金的高温抗氧化性能

利用氧化增量法测得新型Cr18Ni31Al合金的不同温度下的高温氧化动力学曲线,使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对合金表面高温氧化膜的形貌及组成进行了分析和检测。结果表明,新型Cr18Ni31Al合金的高温氧化动力学曲线为Δm=atn。700℃和800℃氧化后,氧化膜均由Fe2O3和NiCr2O4组成;900℃氧化后,氧化膜表面有尖晶石结构的Fe(Cr,Al)2O4氧化物生成。     

镧和铈对Fe25Cr5Al合金高温氧化行为的影响

含稀土元素La、Ce的Fe25Cr5Al-RE合金和不含稀土的Fe25Cr5Al合金在1100 ℃的空气中进行了恒温氧化实验。采用扫描电子显微镜（SEM）观察氧化膜形貌,使用X射线衍射仪（XRD）结合能谱仪（EDS）分析氧化膜成分。结果表明,氧化1、20和300 h后,Fe25Cr5Al合金增重分别为0.08、0.84和4.41 mg·cm^-2,Fe25Cr5Al-RE合金增重分别为0.03、0.35和0.92 mg·cm^-2。氧化后所有合金的氧化膜成分均为α-Al₂O₃。La、Ce能够促进合金形成致密、连续的氧化膜,显著提高了Fe25Cr5Al合金的抗高温氧化性能。此外,Fe25Cr5Al-RE合金氧化膜/基体界面存在稀土氧化物钉,使得氧化膜与基体的结合更加紧密,增强了氧化膜/基体粘附性。Fe25Cr5Al-RE合金氧化后,氧化膜内存在稀土氧化物,有效地防止了合金发生进一步氧化。     

Si对FeMoCrNi高温耐磨合金的组织和抗氧化性能的影响

利用扫描电镜、X射线衍射仪等研究Si对FeMo25Cr14Ni10高温耐磨合金组织及其800℃氧化行为的影响。结果表明:合金的铸态和退火态组织均为α-Fe(Mo,Cr,Ni)+Laves相(Fe2Mo型)。随Si含量增加,合金中铸态组织形态由魏氏体组织转变为枝晶组织。Si的加入明显改善了合金的抗氧化性能,其作用机理在于提高了基体中Cr的含量,促进了致密Cr2O3氧化膜的形成;而Mo和Si在Laves相中的富集增强了中间相的稳定性,抑制了Mo的氧化与挥发。但当Si含量较低时,低熔点Mo氧化物的挥发不能得到完全抑制,外氧化膜较为疏松,并且会产生剥落现象。Si含量为3%~4%(质量分数)的FeMo25Cr14Ni10合金具有优异的抗氧化性能。     

微量元素对低膨胀Fe-Ni基高温合金抗氧化性能的影响

为了保持低的膨胀系数,低膨胀GH909合金中不含Cr,导致合金的抗氧化性能较差为了解决这一问题,在GH909合金的基础上调整成分,加入少量Cr和稀土元素Y与La等,并提高Co/(Co+Ni)比例,使合金在膨胀系数基本未变的情况下,抗氧化性能得到较明显的改善用X射线衍射、金相显微镜、扫描电镜等检查了合金的氧化层,发现GH909合金氧化层很厚,其主要成分为Fe3O4,Fe3O2等,氧化层组织较疏松,有内氧化现象.加入Cr和稀土元素的合金氧化层较薄,氧化层主要成分还有Cr2O3等,氧化层组织致密,未见内氧化.温度愈高,Cr和稀土的有益效果愈明显,它们有效地抑制了氧的扩散.