TC4合金特高温下的氧化行为研究

通过Gleeble-1500热模拟机研究了特高温下TC4合金的氧化行为。结果表明，1300℃以上的氧化随着氧化温度的升高和保温时间的延长，氧化增重持续增加，并远远大于1150℃时的氧化增重：氧化产物中的V2O5具有挥发性，在合金的外表层无法形成保护性的Al2O3氧化膜，次外层中TiO2氧化膜和Al2O3氧化膜在低于1150℃温度时有一定的抗氧化作用，在1300℃以上形成的氧化膜以疏松的TiO2为主。     

铝对310S耐热钢高温抗氧化性能的影响研究

采用增重法研究了通过WS-4非自耗真空电弧炉制备的w(Al)为2%～10%的310S耐热钢在1 200℃×30h空气中的抗氧化性能.用扫描电镜(SEM)观察了氧化层的表面形貌,X射线衍射仪(XRD)分析了氧化膜层的相组成.研究表明:加人铝后显著提高了310S钢的高温抗氧化性能,且310S钢的高温抗氧化性能随着铝含量的增...     

NiCrAlY涂层对镍基单晶高温合金氧化性能的影响

采用磁控溅射方法在镍基单晶高温合金基体上沉积NiCrAlY微晶涂层.用热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段研究了镍基单晶高温合金及其NiCrAlY微晶涂层在900～1100℃静止空气中的氧化行为.结果表明,镍基单晶合金及其微晶涂层在900℃表现出相同的增重规律,即经初期快速增重后,两者的氧化增重都变得非常平缓;在1000℃,单晶合金的氧化膜不断剥落,使动力学曲线上下起伏,而微晶涂层经初期快速增重后,动力学曲线趋于平缓;在1100℃,单晶合金由于氧化增重远大于氧化膜剥落所造成的失重,使氧化动力学曲线在整个氧化过程中都呈迅速增长趋势,而微晶涂层的氧化动力学基本符合抛物线规律.单晶合金表面形成含Al2O3、Cr2O3、NiO、CrTaO4和Ni(Al,Cr)2O4尖晶石等的复合氧化膜.施加NiCrAlY微晶涂层后,镍基单晶合金表面形成连续、致密且结合良好的单一氧化物Al2O3,使合金的抗氧化性能明显提高.     

Ni-Cr-Al合金在1000℃空气中的氧化

研究了两种不同Cr含量的常规熔炼Ni-Cr-Al合金在1000℃空气中的氧化行为.合金氧化动力学遵循抛物线规律,Ni-20Cr-2.5Al合金在1000℃的氧化增重略小于Ni-15Cr-2.5Al合金,二者的氧化增重都明显小于Ni-20Cr合金.Ni-20Cr-2.5Al合金1000℃氧化后形成了外层的Cr2O3及内层极薄的Al2O3型氧化膜,在Ni-Cr合金中加入Al,由于Cr、Al的相互作用,降低了形成Cr2O3和Al2O3外氧化膜所需的Cr或Al的临界含量,促进了保护性Al2O3或Cr2O3膜的生成.     

TA15钛合金高温氧化行为

研究TA15钛合金在750~950℃,空气中氧化1~150 h的氧化动力学规律,采用SEM、XRD及EPMA测试技术分析该合金氧化层的显微组织形貌、相组成和复合结构,并对氧化膜的生成机理进行探讨。结果表明:合金在750、850和950℃温度下的氧化行为均符合抛物线规律,但在950℃以上随氧化温度的升高和保温时间的延长,氧化质量增加值持续升高,并远大于750℃和850℃时的氧化质量增加。750℃和850℃下氧化150 h后,合金氧化层结构为TiO2/Al2O3/TiO2/基体;950℃下氧化150 h后合金的氧化层结构为TiO2/Al2O3/TiO2/Al2O3/TiO2/Ti3Al/基体。     

高Al低密度钢的高温氧化行为

为观察Fe-Mn-Al-C系高Al低密度钢在高温下的抗氧化性能,采用氧化增重法测定了4种合金在950~1 100℃下的氧化动力学曲线。通过SEM观察氧化层形貌特征,利用线扫描能谱分析氧化后合金元素的变化,分析了28Mn-10Al合金氧化膜发生膨胀破裂的原因。结果表明,Al元素提高钢的抗氧化性,而Mn元素则降低Al的抗氧化性。抗氧化性较好的28Mn-12Al、20Mn-10Al合金表层未发现Fe的氧化,而氧化严重的28Mn-8Al合金氧化层Fe元素含量较高。28Mn-12Al合金抗氧化性最好,氧化膜的连续性及致密性优于其他3种合金,氧化物连续且晶粒细小,在氧化过程中具有一定的防护作用。     

二硼化锆基复合材料的高温氧化行为研究

二硼化锆具有优异的高温性能,常被作为超高温材料应用,为了能够得到性能优异的二硼化锆复合材料,本文研究了二硼化锆基复合材料高温氧化行为。研究结果表明:随着氧化温度的升高,Zr B2-YAG-Al2O3复合材料的氧化增重率增加,在1 100℃以下复合材料的增重率变化趋势不明显,而在1 100℃以上复合材料的增重率变化趋势较为显著,因此,1 100℃确定为Zr B2-YAG-Al2O3复合材料高温抗氧化性能的温度临界值。在一定的氧化温度条件下,Zr B2-YAG-Al2O3复合材料的氧化增重率的速率随着氧化时间的延长而降低。不论是增加增强相含量,还是改善制备条件,在使得材料致密化程度更高的情况下,都可以使得Zr B2-YAG-Al2O3复合材料的高温抗氧化能力得以提高。     

AlFeCrCoCu多组元高熵合金组织与性能的研究

研究了真空电弧熔炼AlFeCrCoCu多组元高熵合金的组织结构及其在900、1 000、1 100、1 200℃下的高温氧化性能和硬度。研究表明,AlFeCrCoCu合金为典型的枝晶结构,合金成分偏析严重,Cu富集在晶间形成FCC相。合金熔点为1 380℃左右,1 050℃左右晶间富Cu相开始熔化。合金具有很强的抗高温氧化能力,加热到800℃左右质量几乎保持不变。氧化实验结果表明,合金在晶间富Cu相熔点(1 050℃)以下具有很强的抗氧化能力,而在此温度以上合金表面氧化较为严重。合金氧化表面的XRD和EDS分析结果表明,合金在高温氧化过程中生成了一层Al2O3薄膜,阻止了合金的进一步氧化。此外,合金具有较强的硬度,且于1 100℃和1 200℃氧化后的合金硬度高于铸态合金。     

Nb-Ti-Al合金及其硅化物涂层的高温氧化行为

采用电子束和真空自耗电弧熔炼法制备Nb-40Ti-7Al(质量分数,%)合金,利用料浆熔烧法在合金表面制备Si-Cr-Ti涂层,研究在1 400℃下合金与涂层的氧化行为。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及电子探针微区分析(EPMA)研究基体与涂层氧化前后的组织形貌变化及成分分布。结果表明:Nb-40Ti-7Al合金在1 400℃氧化1～11 h后,氧化产物均主要为TiNb2O7、TiO2、Al2O3;氧化前,涂层主要由(Nb,Ti,Cr,Al)Si2主体层与(Ti,Nb,Al)5Si3过渡层组成,高温氧化后涂层表面形成含有Al2O3、TiO2的SiO2阻挡层;合金与涂层的氧化行为均遵循抛物线规律,合金在1 400℃氧化11 h的单位面积质量增量为161.98 mg/cm2,而涂覆涂层后单位面积质量增量降至9.56 mg/cm2,表明Si-Cr-Ti涂层具备良好的高温抗氧化性能。     

含Laves相TiCr2钛铬合金的高温氧化特性

研究了含铬18%～35%(质量分数)及Laves相TiCr2钛铬合金在650,700和780℃温度下的抗氧化性能.试验结果表明,含铬量对过共析钛铬合金的抗氧化性能有显著影响.在相同条件下,含铬量低于21%的合金的抗氧化性能不如纯钛,而含铬量达到26%以上时,抗氧化性能比纯钛高2～3倍.含TiCr2钛铬合金在高温下既发生了外氧化又发生了内氧化.外氧化层没有抗氧化保护作用.铬合金化提高含TiCr2钛铬合金的抗氧化性能主要是由于形成了连续、致密的含铬内氧化层.钛铬合金的高温抗氧化性能对氧化温度敏感,氧化温度提高,则抗氧化性能明显降低.     

Ni-Cr-Al-Fe基铸态合金的高温氧化行为

采用熔铸法制备不同Al含量的Ni-Cr-Al-Fe基合金,研究Al含量和预氧化处理对合金在600℃大气中抗氧化性能的影响,并利用FE-SEM(EDS)、XRD对不同状态合金氧化膜的形貌及成分进行对比分析.结果表明:Ni-Cr-Al-Fe基合金在600℃时的氧化动力学曲线较好地遵循抛物线规律,铝含量的增加以及预氧化处理均...     

Rare earth application for heat-resisting alloys

High-temperature oxidation resistance of Al2O3-and Cr2O3-forming heat-resisting alloys with rare earths(yttrium-implanted FeCrAl,-added FeCrAl,-added FeCrAlPt alloys,Y2O3-or CeO2-coated NiCrSi,yttrium-or lutetium-added NiCr and NiCrSi) was studied in oxygen at high temperatures,by mass gain measurements,mass change measurements,amount of spalled oxide,observation of surface appearance,X-ray diffraction(XRD),scanning electron microscopy(SEM),electron probe X-ray microanalysis(EPMA) and transmission electron microscopy(TEM).After oxidation at 1573 K for 18 ks in oxygen,oxide scale on FeCrAl alloy spalled from the entire surface,however,yttrium-implanted FeCrAl alloys showed good oxide adherence.After oxidation at 1473 K for 18 ks in oxygen,mass gain of FeCrAlY alloys decreased with increasing yttrium of up to 0.1 wt.% follwed by an increase with the yttrium content,and the mass gain of FeCrAl0.005Pt0.05Y alloy with appropriate additions of platinum and yttrium was lower than that of FeCrAl0.1Y alloy.Yttrium-added FeCrAl alloys showed good oxide adherence.TEM analysis revealed that the alumina/alloy interface of FeCrAl0.005Pt0.05Y alloy showed good coherency.The scale surface of FeCrAl alloy was rough,however,those of FeCrAlY and FeCrAlPtY alloys were smooth.Cyclic oxidation of NiCrSi,Y2O3-or CeO2-coated NiCrSi alloys was studied up to 10 cycles(1 cycle:300 s) at 1523 K in oxygen.Mass change of NiCrSi alloy increased up to 3 cycles and then decreased up to 10 cycles because of oxide spallation during cooling.On the other hand,mass change of Y2O3-or CeO2-coated NiCrSi alloy increased up to 10 cycles,and these alloys showed good oxide adherence.Granular Cr2O3 particles on Y2O3-coated NiCrSi alloy were in size smaller than these on CeO2-coated NiCrSi alloy.This result suggested that oxidation rate of Y2O3-coated NiCrSi alloy was lower than that of CeO2-coated NiCrSi alloy.After oxidation at 1473 and 1573 K for 18 ks in oxygen,mass gain of yttrium-or lutetium-added NiCr and NiCrSi alloys decreased.Oxide scales on NiCrS     

Oxidation resistance,thermal expansion and area specific resistance of Fe-Cr alloy interconnector for solid oxide fuel cell

It is promising for metal especially ferritic stainless steel(FSS)to be used as interconnector when the solid oxide fuel cell(SOFC)is operated at temperature lower than 800°C.However,there are many challenges for FSS such as anti-oxidant,poisoning to cathode and high area specific resistance(ASR)when using as SOFC interconnector.The effect of Cr content(12-30 mass%)in Fe-Cr alloys on thermal expansion coefficient(TEC),oxidation resistance,microstructure of oxidation scale and ASR was investigated by thermo-gravimetry,scanning electron microscopy,energy dispersive spectroscopy and four-probe DC technique.The TEC of Fe-Cr alloys is(11-13)×10~(-6) K~(-1),which excellently matches with other SOFC components.Alloys have excellent oxidation resistance when Cr content exceeds 22mass% because of the formation of chromium on the surface of alloy.The oxidation rate constants kdand ksdecrease rapidly with increasing the Cr content and then increase slowly when the Cr content is higher than 22mass%.The kinetic results indicate that Cr evaporation must be considered at high temperature for Fe-Cr alloys.After the alloys were oxidized in air at 800°C for500 h,log(ASR/T)(Tis the absolute temperature)presents linear relationship with 1/T and the conduct activation energy is 0.6-0.8eV(Cr16-30).Optimal Cr content is 22-26mass%considering the oxidation resistance and ASR.     

Interfacial Behavior of Sulfur and Yttrium in Yttrium Modified Ni3Al-Based Alloy IC6 during High Temperature Oxidation Process

Ａｋｉｎｄｏｆｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙｓｏｌｉｄｉｆｉｅｄａｌｌｏｙ,ＩＣ6,ｗｉｔｈｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＮｉ(75～85)Ａｌ(130～150)Ｍｏ(002～01)Ｂ(%,ｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎ)ｈａｓｂｅｅｎｒｅｃｅｎｔｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｓｏｎｅｏｆｔｈｅｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍａｔｅｒｉａｌｓｕｓｅｄｆｏｒａｄｖａｎｃｅｄｊｅｔｅｎｇｉｎｅｂｌａｄｅｓａｎｄｖａｎｅｓｏｐｅｒａｔｉｎｇｉｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒａｎｇｅｏｆ1050～1150℃[1].Ｔｈｅ…     

钛合金的高温抗氧化性及其影响因素分析

综述了影响钛合金高温抗氧化性的因素,主要包括钛合金的组织形态、合金化元素、热暴露温度及时间等,总结了改善钛合金高温抗氧化性的方法是:采用合适的合金化、发展钛铝基金属间化合物、对钛合金成品进行预氧化处理和表面改性处理等,以期在这些理论的指导下采用合理的方法对钛合金及其制品进行处理,从而减少或杜绝钛合金在高温条件下使用过程中因氧化作用而带来的隐患。     

铁 铬 铝合金中铬的第三组元作用

 研究了Fe 10Al、Fe 5Cr 10Al和Fe 10Cr 10Al合金在1 000 ℃的氧化行为，利用电子显微镜和俄歇电子谱分析了合金表面氧化膜的形貌及组成。讨论了三元Fe Cr Al合金形成保护性氧化膜的机理，对于不发生铝的内氧化情况提出了合金中第三组元铬的作用机制：在氧化初始阶段，铬与合金中其它两组元——铁和铝一起氧化形成各自的氧化物，铬在氧化膜内最大含量的位置处于铁和铝的最大含量位置之间；铬降低了氧化膜内的铁含量，提高了初期氧化膜的保护性，从而促进选择性氧化铝膜的形成。     

硼元素添加对酸洗板氧化行为的影响

为了分析硼元素对低碳铝镇静钢酸洗板的氧化特性、氧化激活能和界面作用特点,利用差热分析仪系统研究了硼元素对低碳铝系列镇静钢酸洗板的氧化行为。结果表明,添加硼元素后,酸洗板抗氧化性明显降低;氧化激活能由12.02 kJ/mol 降至8.52 kJ/mol,氧化增重速率由0.239%/min增至0.323%/min;高温条件下硼元素出现界面富集,并与硅氧化物形成复合氧化相,因此降低了氧化铁皮的黏附力。同时,含硼钢在1 100 ℃附近存在氧化增重速率明显增大的趋势,抗氧化性不足,导致氧化铁皮厚度明显增加,当氧化铁皮厚度超过临界变形厚度时,易于发生氧化铁皮压入现象。可通过适当降低精轧入口温度以及适当添加硅元素,改善含硼钢表面麻点状氧化铁皮压入缺陷。     

Influence of yttrium addition on high temperature oxidation resistance of single crystal superalloy

Two experimental single crystal superalloys Y-free alloy and Y-containing alloy were cast in the directionally solidified furnace, while other alloying element contents were basically kept unchanged. T...     

高温合金GH4065A的恒温静态氧化行为

研究了新型镍基高温合金GH4065A在650～750℃的静态氧化行为,基于对氧化动力学与氧化产物的分析,探讨了合金的氧化机制.结果表明:采用平均氧化增重速率指标评定GH4065A合金在650～750℃温度范围内均为完全抗氧化级别,试验条件下合金的抗氧化能力与典型涡轮盘材料FGH96、GH4720Li合金相当;合金的氧化产物主要为内层富铝的氧化物颗粒、外侧富铬的氧化物膜及表面金红石型TiO2颗粒,TiO2颗粒在氧化温度超过700℃后开始生成;合金的氧化动力学遵循抛物线型规律,受钛离子与铬离子穿过氧化膜的扩散过程共同控制.