0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢热浸镀铝层的抗高温氧化性能

通过SEM、EDS、XRD分析了0Cr18Ni9Ti钢热浸镀铝层在1000℃氧化180 h后的组织变化情况,以及高温抗氧化性能与微观结构的关系.结果表明,热浸镀铝层的高温氧化动力学曲线符合抛物线规律,其抗高温氧化性能明显优于未浸镀件.在1000 ℃氧化180 h试验表明,镀层由Al和FeAl2相转变为β-NiAl相和FeAl相,以及很少量的β-Al2O3相.在高温氧化过程中,真正起到抗高温氧化作用的是扩散层中的金属间化合物FeAl相和β-NiAl相,B-Al2O3氧化膜主要起抑制氧进入的作用.     

金属型铸造Fe3Al合金的高温抗氧化行为

采用静态增重法测定了中频感应炉熔炼、金属型冷却制备的Fe3Al合金在700、850、1000℃的高温氧化行为,700、850℃时合金的氧化动力学曲线基本符合抛物线规律,1000℃的则不符合;合金在氧化过程中表现为完全抗氧化级.X射线衍射、扫描电镜和能谱分析表明,700℃×125h的氧化膜主要由FeAl2O4、Cr2O3和少量的Al2O3组成;850、1000℃时氧化膜分为两层,内层主要由FeAl2O4和Fe2O3组成,表层为Al2O3,在实验时间内Al2O3氧化膜没有完全覆盖内层氧化膜;随着氧化温度的升高,氧化时间的延长,合金表层的Al2O3氧化膜将由θ-Al2O3向α-Al2O3转变.     

渗硅TiAl基合金高温循环氧化动力学分析

用最小二乘法对渗硅TiAl基合金在900、1000、1100和1200 ℃的循环氧化数据进行了拟合.结果表明:渗硅TiAl基合金900 ℃氧化在所测试的118 h内氧化动力学曲线呈抛物线规律;1000 ℃氧化在0～50 h之间呈抛物线型规律,50～118 h之间呈直线型氧化规律;1100 ℃氧化在0～4 h之间呈抛物线型规律,4～8 h之间呈直线型氧化规律,8～16 h呈二次型加速氧化规律,16 h出现剥落现象;1200 ℃循环氧化在0～4 h呈二次型加速氧化规律,4 h后出现剥落现象.相应的氧化速率常数为:900 ℃时Kp≈4.924×10-5 mg2cm-4h-1,1000 ℃时Kp≈7.778×10-5 mg2cm-4h-1,1100 ℃时Kp≈9.392×10-2 mg2cm-4h-1.并对渗硅层在温度超过1000 ℃后的氧化机制进行了初步探讨.     

γ-TiAl基合金在不同温度下的氧化行为

采用热重法研究γ-TiAl基合金在700℃、800℃、900℃和1000℃的静态空气中的等温氧化动力学。使用金相光学显微镜和扫描电镜分析了氧化层的形貌和组织结构。采用X射线衍射仪测定了氧化层的相结构。研究结果表明,在700℃恒温氧化时,γ-TiAl基合金未发生氧化,而在800~1000℃氧化产物为TiO2与Al2O3,且存在分层现象。随着氧化温度的升高及氧化时间的延长,γ-TiAl基合金的氧化皮出现剥落现象,氧化增重逐渐明显。     

扩散处理热浸镀铝钢高温抗氧化行为的研究

对经不同扩散工艺处理的热浸镀铝层高温抗氧化性进行了研究,通过SEM、TEM、XRD分析了经扩散处理后,热浸镀铝层高温氧化过程中组织结构的变化情况,分析了热浸镀铝层高温抗氧化性能和微观结构的关系,确定了提高热浸镀铝层高温抗氧化性的适宜扩散温度.结果表明,经750℃扩散处理,热浸镀铝层结构由较厚的外表层(Fe2Al5+FeAl2)及内层(FeAl+条状FeAl2)组成,条状FeAl2的形成为氧提供了扩散通道,其抗氧化性较差;经950℃扩散处理,镀层外表层变薄,外表层转为单一FeAl2、内层为FeAl,并出现早期内氧化裂纹,其抗氧化性较差当扩散处理温度为850℃时,镀层外表层变薄,结构转为FeAl2+少量Fe2Al5,而内层增厚,其结构为FeAl+球状FeAl2,而内层FeAl2球化,增强了氧由内层向基体扩散的阻碍作用,使氧只能逐层形成Al2O3+Fe2O3的氧化膜,提高了镀层的高温抗氧化性.     

扩散处理热浸镀铝钢高温抗氧化行为的研究

对经不同扩散工艺处理的热浸镀铝层高温抗氧化性进行了研究,通过SEM、TEM、XRD分析了经扩散处理后,热浸镀铝层高温氧化过程中组织结构的变化情况,分析了热浸镀铝层高温抗氧化性能和微观结构的关系,确定了提高热浸镀铝层高温抗氧化性的适宜扩散温度.结果表明,经750℃扩散处理,热浸镀铝层结构由较厚的外表层(Fe2Al5+FeAl2)及内层(FeAl+条状FeAl2)组成,条状FeAl2的形成为氧提供了扩散通道,其抗氧化性较差;经950℃扩散处理,镀层外表层变薄,外表层转为单一FeAl2、内层为FeAl,并出现早期内氧化裂纹,其抗氧化性较差:当扩散处理温度为850℃时,镀层外表层变薄,结构转为FeAl2+少量Fe2Al5,而内层增厚,其结构为FeAl+球状FeAl2,而内层FeAl2球化,增强了氧由内层向基体扩散的阻碍作用,使氧只能逐层形成Al2O3+Fe2O3的氧化膜,提高了镀层的高温抗氧化性.     

长程有序金属间化合物FeAl和Fe_3Al合金的高温氧化行为

本文用等温氧化法研完了FeAl、FeAl+lat%B和FeAl+4at%Si以及Fe_3Al,Fe_3Al+4at%Si和Fe_3Al+4at%Mo合金的高温氧化行为。结果表明,FeAl及其合金在1000℃的氧化动力学服从抛物线规律。3种FeAl合金100h的氧化增重仅及1Cr18Ni9Ti不锈钢的三分之一。Si使氧化增重增加,B改善后期(约90h以后)的抗氧化性能。X-射线衍射分析表明,氧化膜均为单一的α-Al_2O_(30)Fe_3Al及其合金经540℃,100h氧化后,前者氧化增重类似于1Cr18N     

THE EFFECTS OF Y,Zr AND Si ADDITIONS ONCYCLICOXIDATIONBEHAVIOUROFFeAlINTERMETALLICS

研究了Y、Zr、Si对FeAl金属间化合物在1000～1200℃下循环氧化性能的影响,并用X射线衍射、扫描电镜及能谱分析等手段分析了氧化产物。结果表明,Y、Zr、Si的加入大大提高了FeAl金属间化合物表面氧化膜的抗剥落能力。从氧化动力学上看,Y和Zr或Y和Si的同时加入比单独加Zr效果好。     

Co-Cr-Mo-C耐磨合金的氧化动力学

<正> 在石油催化裂化装置中,使用了钴基高温耐磨合金,它在700℃氧化环境下运行,因此研究其氧化特征是非常必要的。 钴基合金的使用温度可达1000℃,Co-25％Cr合金具有较好的抗氧化性能,但对含有大量碳化物(Cr_7C_3)的钴基合金的氧化特征还研究得很少。     

铬含量对镍基合金涂层高温氧化行为的影响机理

采用增重法对铬质量分数分别为30%和40%～45%的两种镍基合金涂层在500℃、650℃和800℃下的高温氧化行为进行了研究.并使用配有能谱分析仪的扫描电镜以及X射线衍射仪等检测设备对涂层氧化产物的形貌、成分和相组成进行了分析.发现铬含量对镍基合金涂层的抗高温氧化性能和氧化机理有着重要的影响.铬含量为40%～45%的涂层,其表面生成了连续的Cr2O3保护膜,具有相对较低的氧化速度.     

K438铸造高温合金表面热浸镀铝涂层的抗氧化性能

针对K438镍基高温合金在高温条件下抗氧化性能不足的问题,采用热浸镀铝技术在其表面制备了铝化物涂层。经1000 ℃、1 h真空扩散退火处理后,对高温合金的热浸镀铝涂层开展了1000 ℃、250次的高温循环氧化试验,并采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪等分析测试手段,对高温氧化后涂层截面组织进行了研究。结果表明,试验合金在1000 ℃、40次循环氧化后氧化增量曲线便开始下降,高温抗氧化性能较差,经1000 ℃、250次循环氧化后,形成了Al₂O₃、TiO₂、Cr₂O₃、NiO和尖晶石NiCr₂O₄、NiAl₂O₄等氧化产物。而热浸镀铝涂层经1000 ℃、40次循环氧化后,氧化增量变化较小,且经250次循环氧化后,氧化产物中未发现Cr₂O₃的存在,其高温抗氧化性能均较基体明显提高,其中热浸镀90 s的涂层高温抗氧化性能更好。     

溅射沉积CoCrAl微晶涂层的抗氧化性能及抗氧化机理

用磁控溅射技术获得了晶粒尺寸小于100nm的Co—30Cr—5Al微晶涂层。对同成分CoCrAl合金及其微晶涂层进行1100℃恒温和1000℃循环氧化试验,并与CoCrAlY合金进行比较。用声发射技术、划痕法及透射电镜对溅射CoCrAl微晶涂层的抗氧化机理进行了研究。结果表明微晶化提高了CoCrAl合金表面氧化膜的粘附性,从而大大改善了合金的抗恒温与循环氧化性能。而微晶化提高氧化膜粘附性的原因是:(1)微晶表面氧化膜比铸态合金表面氧化膜的晶粒细得多,细晶氧化膜可通过扩散蠕变释放生长应力和部分热应力;(2)     

Dynamic recrystallization and grain boundary migration in B2 FeAl

Transmission electron microscopy and optical microscopy were used to examine polycrystalline specimens of the B2-structured alloy FeAl strained under tension to fracture at elevated temperature. Strain-induced grain boundary migration was observed above 900K and dynamic recrystallization was found at 1000K and 1100K. Little evidence of dynamic recovery was evident but some networks were formed at 1100K.     

自钝化W-Cr-Y合金层的制备及其抗氧化性能

为防止或缓解钨氧化,用双辉等离子体表面冶金技术在纯钨基材表面制备了W-Cr-Y自钝化合金层。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对合金层的组织和相结构进行了分析,并在模拟发生核聚变发电站冷却失效事故时的高温大气环境下对合金层的抗氧化性能进行了研究。结果表明,制备温度为800、900、1000和1100℃时,均成功地在纯钨表面形成了由W(Cr, Y)固溶体构成的厚度超过20μm的W-Cr-Y合金层。制备温度为1000℃时合金层厚度达到了35μm,表面光滑致密,合金层与纯钨基体呈现良好、无缺陷的冶金结合。制备温度较低(800℃和900℃)时,合金层在1000℃氧化10 h后的表面未形成连续的自钝化合金层,抗氧化性能较差。制备温度较高(1000℃和1100℃)时,合金层在氧化后形成了致密平整的氧化层,且制备温度为1000℃时合金层氧化后的质量增加最小,抗氧化效果最优。     

熔盐腐蚀过程中的内氧化、硫化对FeAl金属间化合物晶间脆性的影响

应用电化学技术及物相分析技术研究FeAl系金属间化合物在熔融NaCl-(Na,K)_2SO_4体系中的热腐蚀行为。结果表明,FeAl合金耐蚀性能较差。合金表面没有形成完整的保护性Al_2O_3氧化膜,而是遭受了严重的内氧化、硫化,且内氧化、硫化主要沿晶界发生。在局部内氧化、硫化严重区域,材料明显变脆,Zr的添加虽可改善FeAl合金的耐蚀性能,但其作用尚不足以抑制合金内硫化、内氧化的发生。而B的微量添加效果十分明显,合金表面发展出较完整的富Al_2O_3氧化层,合金不再遭受内硫化、内氧化。     

Oxidation of pre-oxidized GH128 alloy implanted with Ce+ at 1000℃

The influence of Ce implantation into preformed scales with a dose of 1×1017 ions/cm2 on the subsequent oxidation behavior of GH128 alloy at 1000℃ in air was investigated. The pre-oxidation was carried out at 1000℃ in air for 1h and 5h respectively. Cr2O3, NiO and NiCr2O4 formed on the surface of all specimens. Ce implantation decreased the subsequent oxidation rate of both the alloy and the 1h pre-oxidized alloy, however, had no effect on that of the 5h pre-oxidized alloy. The beneficial effect was most obvious in the directly implanted alloy. During the cyclic oxidation for 600h.Ce implantation for all specimens with or without preferential oxidation played a similar beneficial effect on the oxide spallation resistance. The results indicate that Ce incorporated into the oxide scales affects the diffusion of the reaction species to some extent, the wavy interface and small grain structure make a significant contribution to improving the spallation resistance of the oxide scales.     

固溶温度对改型In617合金组织和性能的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)表征、EDS分析以及力学性能测试等方法研究了固溶温度对改型Inconel617(In617)合金组织和性能的影响。结果表明,改型In617合金在950~1200 ℃固溶2.5 h,平均晶粒尺寸从18 μm增长至183 μm;并建立了改型In617合金在950~1200 ℃固溶处理过程中的晶粒长大动力学模型。当固溶温度为1000 ℃时,晶界处M₂₃C₆碳化物回溶;超过1100 ℃固溶时,M₆C碳化物也基本回溶完毕,合金中仅存大尺寸MC型碳化物。随着固溶温度升高,混晶现象发生,合金高温强度逐渐降低,主要归因于碳化物的逐步回溶。其中在1050 ℃固溶时,由于晶界碳化物没有回溶完毕,所以此时改型In617合金的强度下降幅度不高,而当固溶温度达到1200 ℃时,晶界处碳化物消失,晶粒已经长大,导致合金强度大幅降低。     

预氧化温度对GH3128合金抗高温循环氧化性能的影响

采用热重法并结合SEM、EDAX等分析手段,研究了预氧化温度对GH3128合金抗高温(1100℃)循环氧化性能的影响。结果表明:在适当温度下进行预氧化处理可有效提高合金的抗高温循环氧化性能。GH3128合金经预氧化处理后抗高温循环氧化性能的优劣主要取决于两种因素的综合作用,其一是合金表面元素Cr的选择性氧化,形成致密均匀的保护性预氧化膜,提高合金抗高温循环氧化性能;其二是合金中元素Ti、Cr的晶界偏析加剧,加速晶界氧化并导致显微裂纹等缺陷产生,降低合金的抗高温循环氧化性能。900℃预氧化处理的GH3128合金试样具有最佳的抗高温循环氧化性能,该温度下预氧化膜形成较好且合金元素Ti、Cr的晶界偏析作用相对较弱。     

DEVELOPMENT AND PRODUCTION OF FeAl BASED INTERMETALLIC ALLOYS

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｍｏｎｇｔｈｅｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｓ,ｉｒｏｎａｌｕｍｉｎｉｄｅｓｂａｓｅｄｏｎＦｅ３ＡｌａｎｄＦｅＡｌａｒｅａｔｔｒａｃｔｉｖｅｆｏｒｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｄｕｅｔｏｔｈｅｉｒｅｘｃｅｌｌｅｎｔｏｘｉｄａｔｉｏｎａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｓｉｎｂｏｔｈｏｘｉｄｉｚｉｎｇａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｖｅａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｓ［１］．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ,ｔｈｅｙｅｘｈｉｂｉｔｌｏｗｄｅｎｓｉｔｉｅｓａｎｄｒｅａｓｏｎ…     

CYCLIC OXIDATION BEHAVIOUR OF MICROCRYSTALLIZED CoCrAl COATING

An investigation was carried out of the resistance to cyclic oxidation of the as-castnormal-grained Co-30Cr-5Al alloy substrate at 1000℃ in air together with its sputteredcoating of microcrystallized CoCrAl alloy grains sized less than 0.5μm.Acoustie emissi oncounts showed that the initially formed Al_2O_3 scale on the bare alloy substrate cracked andspalled severely off after only one or two cycles on cooling and then the worse protective layerof Cr_2O_3 and CoCr_2O_4 spinel occurred on surface.While such substrate coated withsputtered microcrystallized CoCrAl alloy film was not damaged under oxidation even through100 cycles at 1000℃.In comparison with the normal-grained alloy,the microcrystallized al-loy,coating of similar constitution exhibite excellent resistance to oxide spalling on surface.