高温合金GH 2984在750℃水蒸汽中的氧化行为研究

采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等研究了GH 2984合金在750℃纯水蒸汽中的氧化行为。结果表明：GH 2984合金表面形成单一的Cr2O3膜,其中固溶有少量TiO2。在氧化膜下方的金属基体尤其是其晶界处Ti、Al发生内氧化,分别形成TiO2和 Al2O3。合金的氧化动力学近似遵循抛物线规律。文章探讨了瘤状/刀片状Cr2O3的形成原因及GH 2984合金在750℃纯水蒸汽中的氧化机制。     

高温合金GH 2984在750℃水蒸气中的氧化行为研究

采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等研究了GH 2984合金在750℃纯水蒸气中的氧化行为。探讨了瘤状/刀片状Cr_2O_3的形成原因及GH 2984合金在750℃纯水蒸气中的氧化机制。结果表明:GH 2984合金表面形成单一的Cr_2O_3膜,其中分布少量TiO_2。在氧化膜下方的金属基体尤其是其晶界处Ti、Al发生内氧化,分别形成TiO_2和Al_2O_3。合金的氧化动力学近似遵循抛物线规律。     

3种700℃级超超临界燃煤锅炉备选高温合金煤灰腐蚀行为

研究了3种700℃超超临界燃煤锅炉备选高温合金Inconel 740,CCA 617,GH 2984在760℃现役机组煤灰腐蚀介质中的高温腐蚀行为。结果表明:镍基合金Inconel 740和CCA 617均能形成保护性的Cr2O3氧化膜,局部点蚀为其主要失效形式。点蚀区域氧化膜为多层结构,由外到内依次为Ni(Co)O、Cr2O3(TiO、Al2O3)以及少量内层硫化物;较高Cr、Al含量提高了Inconel 740合金的耐蚀性能;挥发性产物与氧化膜微区溶解降低了CCA 617合金氧化膜的致密性。GH 2984合金因含有较多的Fe未能形成保护性的氧化膜,氧化膜分层生长,且出现了严重的剥落现象。     

GH80A经强流脉冲电子束改性后的高温氧化行为研究

目的 提高燃气轮机叶片材料镍基高温合金GH80A的抗高温氧化性能。方法 利用强流脉冲电子束（High-Current Pulsed Electron Beam, HCPEB）技术对GH80A合金进行表面处理。研究HCPEB辐照前后GH80A的微观结构变化及在850 ℃恒温氧化后的氧化动力学行为及氧化机制。利用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电子显微镜对HCPEB诱发的微观结构和氧化产物进行了表征。结果 HCPEB辐照后,GH80A合金表面发生熔化,形成厚约3 μm的重熔层,重熔层内形成大量的位错滑移,且晶粒明显得到细化。850 ℃高温氧化实验结果表明,氧化100 h后,原始样品氧化增重最大,生成的氧化膜较厚,且存在大量裂纹,所生成的Cr2O3发生了挥发,导致氧化膜疏松多孔,基体发生了严重的内氧化。HCPEB辐照20次后,样品氧化增重最小,100 h氧化后形成的氧化膜主要由外层TiO2和内层Cr2O3构成。外层连续致密的TiO2抑制了保护性氧化膜Cr2O3的挥发,因此生成的Cr2O3氧化膜连续、致密、无剥落,对基体起保护作用。结论 HCPEB辐照后,GH80A合金的抗高温氧化性能明显提升,20次辐照样品的抗高温氧化性能最佳。     

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。     

喷丸处理对GH3535合金900℃恒温氧化行为的影响

采用不连续增重法,对喷丸状态与非喷丸状态GH3535合金900℃恒温氧化行为进行了对比研究。结果表明,900℃下,喷丸强度0.45Nmm样品与未喷丸样品相比,氧化增重降低了79.7%。未喷丸GH3535合金表面氧化产物为NiCr2O4,MoO2,NiMoO4,喷丸状态下氧化膜主要由NiO、NiFe2O4、Cr2O3和NiCr2O4组成。喷丸处理后GH3535合金表面产生塑性变形使晶粒细化,位错密度增加,在合金表层塑性变形区域的位错及晶界充当了Cr原子的快速扩散路径,增加了Cr原子扩散通量,促进Cr向表面扩散形成富Cr氧化物,使得Cr2O3层的更快形成,减少了瞬态氧化期。     

TC4合金双辉等离子渗Cr高温氧化行为

研究了双层辉光等离子渗Cr对TC4合金650、750、850℃恒温氧化性能的影响。结果表明：渗Cr后,表面梯度合金层显著提高了TC4合金的高温氧化性能,Ti-Cr互扩散层可有效阻止氧向基体扩散。氧化过程中,Ti、Cr向外扩散形成TiO2/Cr2O3氧化膜,其形态与氧化温度有关。850℃氧化100 h后,渗Cr试样表面形成致密Cr2O3膜,恒温氧化性能优于NiCrAlY热障涂层。     

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。     

新型镍基高温合金在950℃和1000℃的氧化行为

利用热重分析法、XRD和SEM(EDX)研究了1种新型镍基高温合金在950℃和1000℃的高温氧化行为。合金在950℃氧化时，氧化增重遵循抛物线规律，表面氧化膜无剥落，在1000℃氧化时表面氧化膜出现剥落，仍近似遵循抛物线规律。氧化膜由Cr2O3，Ni，Co)Cr2O4，TiO2，SiO2和Al2O3组成，并有内氧化现象发生。合金在1000℃的氧化速度比在950℃时约高出1个数量级。根据氧化膜的组成进一步分析了合金的氧化机理。     

Ni-Cr-W合金在1100 ℃的氧化膜演变

对新型Ni-Cr-W合金在1100 ℃下不同保温时间下的恒温氧化行为进行了研究。采用扫描电镜（SEM）以及能谱（EDS）对合金热暴露后的表面氧化膜形貌、元素含量以及合金基体的恶化情况进行了分析,表面氧化膜的相组成通过XRD进行确定。结果表明：在氧化初期（<3 h）,合金表面生成的单层氧化膜主要由Cr2O3组成,随着氧化时间的延长（>7 h）,在Cr2O3外逐渐形成了一层具有尖晶石结构的NiCr2O4。一旦外表面被均匀致密的尖晶石膜所覆盖,双层氧化膜NiCr2O4·Cr2O3便能有效的减慢合金基体被进一步氧化。合金亚表层的恶化形式包括晶界的内氧化、空洞以及无碳化物区的形成。合金中高的W含量并没有明显恶化合金的抗氧化性能。     

Ti50Al和Ti45Al8Nb合金高温初期氧化行为

利用SEM、XPS和AES研究了Ti50Al和Ti45Al8Nb(原子分数,%)合金在900 ℃空气中的初期氧化行为.结果表明:Nb的加入显著提高了合金的抗氧化性.氧化90 min后,Ti50Al合金表面为粗大的富TiO2颗粒,冷却过程中部分表层氧化膜脱落,脱落后内层为多孔、疏松的Ti和Al的混合氧化物(可能有氮化物);Ti45Al8Nb合金表面生成很薄的氧化膜,其外层为细小富Al2O3颗粒,Nb只存在于内层(富TiO2层)和混合层,在外层Al2O3内没有发现,Nb5 取代TiO2中的Ti4 ,降低氧空位浓度从而减慢氧的向内扩散,抑制TiO2的生成,同时促进了外层纯Al2O3层的形成,该层阻碍氧以及合金元素的进一步扩散.     

镍基单晶高温合金DD10的恒温氧化行为

采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)及能谱(EDX)等方法研究了不同钴含量的两种镍基单晶高温合金在900,1000和1100 ℃的恒温氧化行为。研究发现,增加合金中的Co含量,会降低合金的扩散激活能,引起氧化速率的略微增加。在900和1000 ℃氧化时符合抛物线规律,氧化膜分为3层：外层主要由Cr2O3和TiO2组成;中间层是很薄的CrTaO4和Ta2O5氧化层;内层是连续的Al2O3氧化层。在1100 ℃时氧化膜的严重剥落和CrO3的挥发使增重曲线略微偏离抛物线规律,生成了NiCr2O4, CoAl2O4, CoNiO2和Co2TiO4等尖晶石相,并发生了内氮化     

Ni-20Cr-18W高温合金1100℃恒温氧化行为(英文)

利用电镜、具备能谱分析功能的扫描电子显微镜和X射线衍射仪等分析设备,研究了一种新型Ni-Cr-W基高温合金Ni-20Cr-18W在1100℃的恒温氧化行为。通过试样的氧化增重,获得了氧化动力学规律。分析结果显示,在氧化初始阶段,合金表面生成了由六面体结构的Cr2O3,立方结构的NiO和与M3O4型氧化物同型的尖晶石结构 (Ni,Mn,Cr)3O43种相组成的混合氧化膜。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;同时在氧化膜与合金基体界面处形成氧化孔洞,并且在该处发生Al元素的内氧化。     

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。     

熔模铸造Co22合金的高温氧化性及氧化层生长

研究了熔模铸造钴基高温合金22Co-21Ni-29Cr-2.2Nb-Fe在1 050、1 150和1 250℃下的恒温氧化行为,并采用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪分析了合金氧化层形貌及成分。结果表明,Co22合金在1 050~1 250℃下的氧化增重遵守二次抛物线规律,且随着温度的升高而增大;合金在氧化后形成了连续的氧化层,其中内层为Cr2O3氧化膜,外层由(Fe,Ni,Co,Cr)3O4尖晶石和少量的CrNbO4构成。合金氧化层的生长可分为3个阶段,第1阶段氧化层为Cr2O3氧化膜,第2阶段氧化层由内Cr2O3层与离散分布在外表面的Fe,Ni,Co和Nb的氧化物组成,且在氧化层的外表面出现了沿基体晶界分布的岛状氧化物区,第3阶段形成了外(Fe、Ni、Co、Cr)3O4尖晶石-内Cr2O3的双层氧化层结构并伴有少量的CrNbO4离散分布于外表面。     

GH4169合金高温氧化特征

GH4169合金在850℃、950℃和1040℃条件下氧化符合抛物线动力学规律. 氧化物层为Ti0.95Nb0.95O4+Cr2O3+(Cr.Fe)2O3的复杂结构，高温下氧化元素扩散导致氧化层为岛状结构，在一定氧化时间,氧化层深度与温度是对数函数关系,氧化反应激活能为143.52kJ/mol. 温度高于1040℃氧化物剥落.     

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。     

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。     

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．     

高度稳定化β型阻燃钛合金Ti40的氧化和氧化层剥落机理

对高度稳定化β型阻燃钛合金Ti40的氧化机理和氧化层剥落机理进行研究表明：合金氧化增重随温度升高明显增加,至1050℃反而降低;600℃的氧化膜主要为TiO2和V2O5,高于700℃氧化,因V2O5的挥发,氧化膜主要为TiO2,随温度升高,氧化物晶粒粗化,氧化膜疏松多孔,与基体黏附性降低,不低于900℃时开裂和剥落,不低于800℃氧化,氧化层疏松还存在SiO化合物,温度升高,SiO数量增多,由圆形球变为星形,至1050℃随氧化层剥落而消失;剥落后的基体氧化层仍为疏松状,有不连续分布的Cr2O3膜存在,同时还分析了Ti40合金不抗氧化的原因及氧化机理,提出了氧化机理模型。在分析氧化膜内应力产生及内应力释放机制基础上,提出了Ti40合金氧化层开裂、剥落机理。