富铂超耐热合金

1979年10月在荷兰 Petten 召开了一次高温及有腐蚀环境中高温材料行为研究的国际性会议。会上 Corti C.W.等发表了一篇用铂族元素作合金元素,加入到新型镍基超耐热合金中,以提高合金在高温下的机械强度、抗氧化和抗腐蚀能力以及高温相结构的稳定性的文章。目的是在寻求一种更好的航空燃气透平引擎材料。在这种工作条件下,要求材料在高温下的强度要高,又要能抵抗燃料燃烧产生的气体中所含硫化物及氯化钠之类物质的腐蚀,又要能抗氧化。而这些氧化和腐蚀作用,往往是随温度的增加而加剧的。     

中碳钢盘条的高温氧化行为研究

针对中碳钢盘条的高温氧化问题,利用热重分析仪对45钢和40Cr钢盘条的高温氧化行为进行了试验研究;采用场发射电子探针表征了氧化铁皮厚度及截面微观形貌,对氧化铁皮形貌演变规律以及合金元素在氧化铁皮与基体界面处的分布规律进行了研究分析。结果表明:45钢和40Cr钢盘条的氧化增重曲线在1 050~1 250 ℃范围内遵循抛物线规律,当氧化条件相同时,相比于常规低碳钢,其氧化激活能较高,抗氧化性能更好;氧化铁皮呈典型的3层结构,从外到里分别为Fe₂O₃、Fe₃O₄及FeO,并且在氧化铁皮与基体界面处存在合金元素富集层;45钢盘条在高温氧化时,Cr元素分布不明显,Si元素在氧化铁皮与基体界面处有少量富集,Mn元素在氧化铁皮中均匀分布;40Cr钢盘条在氧化铁皮与基体界面处不仅有富Si层,还明显存在一层均匀完整的富Cr层,由于合金元素富集层阻碍了Fe²⁺向外扩散,提高了盘条的高温抗氧化性能。     

Al对高温合金高温抗氧化性能的影响

通过加入Al改善高温合金氧化膜的稳定性,并辅以微量强化元素Nb与合理的热处理工艺来提高高温合金抗氧化性。在真空感应熔炼炉中熔炼合金,利用扫描电镜、X射线衍射仪研究了Al元素对高温抗氧化性能的影响。结果表明:Al的加入提高了钢的抗氧化性,但含5%Al试样的氧化膜表面出现大量裂纹;合金氧化膜主要是由Cr2O3和具有尖晶石结构的FeCr2O4、Fe3O4以及少量Al3Fe5O12组成。     

新型Ni-Cr-Co基高温合金在模拟煤燃烧环境中的高温腐蚀

利用XRD,SEM和EDS等实验技术研究了一种新的超级超临界锅炉过热器管材Ni-Cr-Co基高温合金在模拟煤燃烧环境中的高温腐蚀行为.合金在700℃遭受的腐蚀过程分为2个阶段.在初始阶段,合金发生了氧化和硫化腐蚀,表面形成了保护性的Cr2O3膜,同时出现了内硫化现象.在加速腐蚀阶段,因CoSO4熔盐在合金表面的稳定存在使合金遭受严重的低温热腐蚀.当处于较高的SO3分压时,钴或氧化钴在合金表面熔盐中的溶解是造成合金抗腐蚀性能退化的原因.     

Ti对Fe-Cr-Ni系合金抗氧化性能的影响

<正> 寻求适合在煤的气化环境中长期工作的合金材料得到了人们的重视。这个环境的特点是既有高温氧化作用,又有高温硫化腐蚀。在Ni-Cr合金中加入少量钛能抑制硫化,但不锈钢加入钛后在低氧分压下的氧化速率却有所增高。因此,须进一步探究钛的作用。 本工作研究钛对310和801合金抗高温氧化性能的影响,讨论钛的作用机制。     

合金元素（Cr,Ni,Al,Y）对Cr,Ni,Fe基合金高温硫腐蚀的影响

研究了带有不同含量Cr、Ni、Al、Y合金元素的CrNiFe基合金在600℃,Ps_2为64×10~2Pa,Po_2为0.53×10~(-2)Pa的硫蒸气环境下的高温硫化腐蚀。测定并比较了这些合金的硫化腐蚀失重,通过金相、X光衍射相分析和电子探针技术分析研究了硫化物锈层的形貌和结构特征。研究结果表明:加入Cr对于降低合金硫化速率是有益的,而Ni含量的增加对合金的抗硫化性能是有害的,而加入少量的Al、Y对于提高合金抗硫化性能的作用十分显著。在硫化物锈层组成和结构分析的基础上,讨论并提出了添加不同合金元素的合金的硫化机制。     

310S不锈钢石墨防护套环的制备与研究

太阳能热发电中的Al-12.07％Si共晶合金储能材料在高温下有很强的腐蚀作用,研究中采用石墨套环包覆310S不锈钢换热管,使换热管与熔融铝硅合金隔离来解决储能材料的腐蚀作用.结果表明,石墨良好的抗腐蚀性将保护换热管不受熔融铝-硅合金的腐蚀.     

新型铁素体耐热合金高温抗氧化性能的研究

采用D/MAX-2500型X射线衍射仪、OLYMPUS-BHM型金相显微镜、PHLIPS-XL30/TMP型扫描电子显微镜等试验设备,以Cr、Al和Si元素作为耐热钢的主要合金元素,与此同时添加适量的稀土元素,试制了一种具有较好高温抗氧化性能且更为经济的新型铁素体耐热合金35Cr18Al3Si2RE。研究结果表明,大量的铁素体稳定元素Cr、Al、Si的加入,使新合金形成单相铁素体组织;新合金35Cr18Al3Si2RE高温氧化膜主要由Cr2O3、Al2O3、Fe2O3、SiO2等氧化物组成,氧化膜排布十分致密且分布十分均匀;新合金35Cr18Al3Si2RE的氧化增重速率与目前常用的ZG35Cr24Ni7SiN相比有明显降低,表现出了较好的高温抗氧化性能。     

硅和铬元素对22MnB5热冲压钢氧化膜形成的影响

为明确合金成分对22MnB5热冲压钢氧化膜的作用机制，采用差热分析仪、场发射扫描电镜和电子探针等分析了试验钢的氧化增重特性、界面元素富集情况、氧化膜表面及截面特征，系统研究了Si、Cr元素对氧化膜形成、起泡和冲压粉化行为的影响规律。结果表明：在1 100℃以下温度范围内，添加Si、Cr元素有利于提高试验钢的抗氧化性；Si元素在试验钢氧化膜/基体界面富集后形成Fe₂SiO₄,可降低界面原子错配度，有效减少界面力，抑制氧化膜的脱落；Cr元素在试验钢基体表面形成富Cr层，阻碍Fe²⁺和O^2-交互扩散，提高了试验钢基体的抗氧化能力；但试验钢在单独添加Si元素条件下易于出现明显的晶间氧化情况。同时添加Si和Cr元素后，22MnB5钢的氧化膜冷弯粉化率明显降低，可有效避免热冲压过程氧化膜粉化问题。     

Al-Si涂层在900℃硫酸盐中的热腐蚀行为

采用料浆法在Ni基高温合金上制备了Al-Si扩散涂层，研究了表面涂覆75mass%Na2SO4+K2SO4盐膜的基体合金和Al-Si涂层在900℃空气中的热腐蚀行为.结果表明，铸态合金遭受了灾难性的热腐蚀，合金出现严重的内硫化和内氧化，而Al-Si涂层由于表面生成致密的、保护性Al2O3膜，以及涂层中Cr元素和一些富Si相的有益作用而表现出优异的抗热腐蚀性能.  