两种Ti—V—Cr系阻燃钛合金在450℃～650℃下的高温氧化行为

研究了稳定β型钛合金ZT1(Ti-25V-15Cr)和ZT2（Ti-35V-15Cr）在450℃～650℃温区内氧化时的氧化行为，研究结果表明，在低于500℃氧化时，合金氧化的主导因素是合金中钛元素的氧化；高于500℃氧化时，合金中的钒元素以钒氧化物的形式存在是合金氧化的控制因素。     

一种新型耐650℃高温钛合金的氧化行为

研究了新型耐650℃高温钛合金Ti650在600～700℃下的氧化行为。通过氧化增重试验研究了氧化动力学规律,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析了氧化膜的相结构和表面形貌,同时测试了氧化层对力学性能的影响。结果表明,Ti650合金氧化过程分为氧化初始阶段(<50 h)和氧化稳定阶段(50～100 h)。氧化初期质量增益迅速上升,当氧化时间超过50 h后,氧化速度减慢并趋于平稳,氧化进入稳定阶段。Ti650合金的氧化反应指数n值大于2,表明Ti650合金在700℃以下具有良好的抗氧化性能。Ti650合金的氧化反应产物主要为TiO_2,呈颗粒状。随着氧化温度的升高和氧化时间的延长,TiO_2颗粒尺寸增大。     

IMI834和Ti—1100在550℃～750℃高温下的氧化行为

利用Ｘ射线衍射，扫描电镜及电子探针观察并分析了ＩＭＩ８３４和Ｔｉ－１１００高温钛合金在５５０℃～７５０℃在气下的氧化层的结构、形貌及成分分布。结果表明：ＩＭＩ８３４和Ｔｉ－１１００合金在６００℃～７５０℃区间表现出抛物线氧化规律。氧化层表面形成的Ａｌ２Ｏ３保护膜阻挡了氧的渗透，降低了氧化速度；Ｎｂ元素有利于改善氧化层的性质，提高高温钛合金的抗氧化性。合金氧化所吸收的氧除形成ＴｉＯ２氧化层外，还溶解     

钛合金在等温锻造时的氧化行为

主要分析钛合金等温锻造时的氧化行为,建立氧化层断裂模式,阐述钛合金高温氧化的影响因素;通过采取相应措施防止氧化,以提高钛合金超塑性变形的性能,确保钛合金等温锻造质量.     

BT25Y钛合金在600 ℃—800 ℃的高温氧化行为研究

研究了BT25Y钛合金在600 ℃、700 ℃和800 ℃下的高温氧化行为。采用连续氧化增重法,并结合氧化速度常数、氧化活度等理论计算了合金的氧化动力学和热力学规律;利用XRD、SEM和EDS等表征方法研究了氧化膜的相结构和表面、截面形貌及元素分布。结果表明：BT25Y钛合金在600 ℃和700 ℃均有较好的抗氧化性能,其连续氧化动力学曲线符合抛物线规律,氧化层由细小TiO₂和Al₂O₃组成,氧化膜可有效阻止氧渗入基体,降低氧化速度;BT25Y钛合金在800 ℃氧化严重,其连续氧化动力学曲线近似符合直线规律,氧化层由Al₂O₃层和TiO₂层交替组成,氧化膜疏松多孔,不能有效阻挡氧向基体一侧的扩散。     

Ti60高温钛合金氧化行为研究

研究Ti60高温钛合金在600～750 ℃范围内的氧化行为.氧化增重试验及XRD、SEM分析结果表明,Ti60合金在600～750 ℃范围内氧化0～100 h条件下,由Wagner的氧化经验公式计算得氧化指数n在1～2之间,氧化激活能为256 kJ/mol,氧化符合线性-抛物线混合规律.在600 ℃氧化100 h及750 ℃氧化10 h,氧化产物为TiO2,经750 ℃、100 h长时间氧化后,表面有少量Al2O3生成,氧化物优先沿原始β晶界形核.氧除了会在试样表面形成氧化层外,还会向基体中扩散形成脆性富氧层,从而影响合金力学性能.随着氧化温度的升高和时间的延长,富氧层厚度增厚.     

Ni—Ti合金在650—850℃空气中的氧化行为研究

研究了Ni,Ni－5Ti,Ni－10Ti及Ni-15Ti(质量分数,％,下同）合金在650－850℃空气中的氧化行为。结果表明,在650℃氧化时,Ni-Ti合金的氧化速率明显优于纯Ni,合金表面形成连续的TiO2为主的氧化膜;随着氧化温度的升高,Ni-Ti合金的氧化速率逐渐增加至接近或大于纯Ni,合金表面形成由NiO,NiTiO3和TiO3组成的外氧化层,同时沿合金基体发生Ti的内氧化。在Ni-10Ti和Ni－15Ti合金（内）氧化前沿,原始合金的二相组织已退化成单相组织。进一步讨论了合金氧化机制。     

阻燃钛合金的高温氧化行为

研究了阻燃钛合金Ａｌｌｏｙ在６００℃－９００℃范围内的氧化行为。氧化增重试验及ＸＲＤ、ＳＥＭ，ＸＰＳ和ＥＰＭＡ的分析结果表明，在７００℃以上，氧化速度随温度升高而快速增长，９００℃的氧化速度近似于线性规律，氧化增重比常规高温钛合金的钛铝金属间化合物大得多。其原因主要是：（１）由于Ｃｒ含量较低，以及Ｃｒ同Ｏ的亲合力小于Ｔｉ同Ｏ的亲合力，在６００℃以上表面不能形成保护性Ｃｒ２Ｏ３模；（２）在７００℃以     

钛合金氧化行为研究进展

航空发动机的应用条件决定了部分钛合金需要在较高的温度条件下使用,而在高温条件下,相对于材料本身性能的退化,表面抗氧化腐蚀能力更为重要,决定了合金的最终使用温度。由于合金成分的不同,各类高温钛合金在高温环境下的抗高温气体腐蚀能力、腐蚀产物以及腐蚀机理也有所差异。为此,结合国内外高温钛合金的最新研究成果,全面阐述了各类高温钛合金的氧化研究现状以及其高温氧化机理,并指出了高温钛合金的防氧化措施及今后的研究方向。     

Zr-3在500～700℃的氧化及磨损行为

对Zr-3试样进行500～700℃下3h氧化,研究其氧化组织及磨损行为.结果表明:Zr-3在500～700℃氧化后表面形成的氧化物主要为单斜ZrO2,另外还有少量ZrO1.99;氧化后Zr-3表面硬度增加,随氧化温度升高,氧化层硬度增加;Zr-3磨损的主要原因是表面塑性变形和氧化,而氧化后Zr-3的磨损主要是由于氧化膜发生剥落及其产生的二次磨损.     

钛合金阳极氧化膜在Hank''''s溶液中的腐蚀行为

利用扫描电镜(SEM)和恒电位阶跃法，研究了不同工艺条件下得到的钛合金(TC4)阳极氧化膜在Hank’s模拟体液中的耐蚀性。分析了不同电解液组成、电解液温度及阳极氧化时间对其耐蚀性的影响。结果表明在磷酸溶液中生成的氧化膜耐蚀性较好，此外电解液的温度、极化时间对膜层耐蚀性也有显著影响。     

Ti40阻燃钛合金的高温氧化行为

研究了高稳定β型阻燃钛合金Ti40合金在900℃-1050℃温区内氧化时的氧化行为。结果表明：随着温度的升高及时间的延长，试样表面氧化皮由较为平整变化为表面氧化皮严重脱落且基体表面呈现为淡绿色。对该物质进行能谱分析后显示淡绿色物质为TiO2和Cr2O3的混合物。900℃～1000℃的氧化动力学曲线显示，随温度升高氧化增重急剧增加，在温度1000℃～1050℃范围内，试样氧化增重虽仍随时间的增加而增加，但总量有所下降。     

Cu-Ag合金在650～750℃空气中的氧化

研究了含25,50与75wt%Ag的Cu-Ag合金在650～750℃空气中的氧化。结果表明,在所有的情况下合金均生成氧化铜的外氧化膜,其下为由Ag与Cu2O组成的混合内氧化带。对Cu-50Ag与Cu-75Ag合金在其内氧化带前沿尚出现含Cu的Ag基固溶体的单相层。合金氧化时Ag以金属态留下,在金属Cu的消耗带中自然地成为惰性标记。也有少许细Ag颗粒嵌入生成的外氧化膜中,纯Cu和三种合金的氧化都遵循抛物线规律,其氧化速率常数随合金中Ag含量的增加而降低,从多侧面讨论合金的双相组织对其氧化过程的影响。     

钛及钛合金高温氧化行为研究

对工业纯钛TA2、TC4及Ti60合金分别在600、700、800℃进行氧化,得到氧化增重曲线。利用SEM、XRD等手段对氧化表面形貌、氧化产物构成及分布进行研究并分析了3种钛材在不同温度下的氧化机制。结果表明:随着温度升高,TA2、TC4以及Ti60三种钛材的抗氧化能力均有所下降,且抗氧化能力由强到弱依次为Ti60TA2TC4。工业纯钛TA2的氧化产物为TiO_2,TC4合金在600℃氧化产物为TiO_2,700、800℃为TiO_2/Al_2O_3,Ti60合金氧化产物为TiO_2/Al_2O_3。TA2和TC4钛合金在600℃时的氧化反应均受扩散过程控制,随温度升高(700、800℃),逐渐转变为界面反应控制。由于氧化产物组织结构疏松且Al_2O_3、TiO_2和基体由于热膨胀系数不同导致的应力,TC4合金氧化膜易剥落,抗氧化能力较差。Ti60合金在700、800℃的氧化反应也受扩散过程控制,Zr、Si及稀土元素的添加得到保护能力较强的致密氧化膜Al_2O_3,抗氧化能力较好。然而800℃时,富Sn、Nd相的析出诱导氧化膜剥离,抗氧化能力有所下降。     

高温钛合金溅射NiCrAlY涂层氧化行为的研究

研究了Ｔｉ－１１００高温钛合金表面溅射ＮｉＣｒＡｌＹ涂层对钛合金在６００℃－８００℃空气中氧化性能的影响。结果表明：由于在涂层表面形成均匀连续的Ａｌ２Ｏ３保护膜而显著改善了高温钛合金的抗氧化性,涂层本身的微晶组织使其具有良好的抗剥落能力。但在８００℃时,基体中少量Ｔｉ扩散到涂层表面形成ＴｉＯ,同时涂层中的Ｎｉ强烈向基体扩散,在基体和涂层中分别形成扩散带和空洞。     

Ti-Al-Mo系钛合金焊接过程的非等温氧化行为研究

研究了Ti-Al-Mo系钛合金熔池凝固后的高温焊缝金属在500~1300℃范围内不同温度下冷却过程中的非等温氧化行为,对比分析了空气和CO2两种气氛环境下的氧化行为机制。采用氧化增重法、XRD、SEM和XPS等分析测试手段研究了试样表面氧化程度、氧化膜形貌和物相等,结果表明：相比空气气氛,CO2气氛中试样氧化程度更低,并且其氧化层的氧化物颗粒尺寸更小,致密度更高。两种气氛下氧化层主要物相均为金红石型TiO2,在最表层为(TiO2+Al2O3)混合氧化物,并且CO2气氛下所含Al2O3比例更高。CO2气氛下的氧化层孔隙率更低,减少了CO2向内部基体的扩散,同时钛合金与CO2的热力学反应倾向显著低于空气,因此钛合金在CO2环境气氛中进行焊接将具有更低的氧化倾向,CO2可以作为钛合金焊缝金属冷却过程中一定温度范围内的保护气体。     

TC4钛合金高温氧化行为

研究了TC4钛合金在650、750、850℃的循环氧化和25~1000℃范围内的连续变温氧化的氧化行为。采用电子天平或综合热分析仪、XRD、SEM和EDS分析了合金的氧化动力学、氧化膜的物相、表面形貌、截面结构及元素分析。结果表明:650℃循环氧化和连续变温氧化动力学曲线符合抛物线规律、750℃循环氧化符合抛物线-直线混合规律、850℃循环氧化符合直线规律。氧化膜由薄而致密的Al_2O_3外层和厚而疏松的TiO_2内层组成。随氧化温度升高,氧化膜厚度增加,但出现裂纹或剥落。     

钛及钛合金热氧化行为的研究现状

在对钛及钛合金的热氧化行为国内外研究现状调研的基础上,分析了钛与钛合金在多种环境中的热氧化进程,以及相应的氧化产物,深入分析此类氧化现象的具体影响要素,并且对实际的热氧化行为研究前景进行了展望.     

TA32钛合金高温连续氧化行为研究

本文采用增重法研究了表面有/无喷涂高温润滑剂的TA32钛合金在热成形温度750℃~850℃范围内氧化10min-240h的氧化行为,通过SEM和EDS等微观分析方法对氧化层的表面形貌和成分、截面厚度和成分进行分析,并对氧化机理进行探讨。结果表明,750℃-850℃内的氧化行为均符合直线-抛物线规律,800℃～850℃内氧化速率迅速增加,氧化程度剧烈,温度是TA32钛合金氧化行为的重要影响因素之一。750℃时,氧化膜基本没有脱落,800℃时氧化膜部分脱落,温度升高到850℃时,氧化皮大块脱落。750℃-850℃内,随着保温时间的增加,氧化膜逐渐增厚,氧化物由颗粒状变为短棒状和针状,氧化皮逐渐由致密变得疏松多孔,抗氧化能力逐渐下降。TA32钛合金在750℃保温240h时,氧化层结构为：TiO₂和Al₂O₃/ TiO₂/ Al₂O₃/ TiO₂/基体;在800℃下氧化240h时,氧化层结构为：TiO₂和Al₂O₃/ Al₂O₃/ TiO₂/ Al₂O₃/ TiO₂/ Al₂O₃/ TiO₂/ Al₂O₃/ TiO₂/基体;在850℃下氧化240h时,表层氧化膜完全脱落。表面无喷涂试样和表面喷涂氮化硼的试样氧化规律一样,均符合直线-抛物线规律,但表面无喷涂试样的单位面积增重、氧化速率高于表面喷涂氮化硼的试样,氧化膜厚度也更厚,说明氮化硼有很好的抗氧化性能。表面喷涂氮化硼的TA32钛合金在750℃保温240h时,氧化层结构为：TiO₂和Al₂O₃/ TiO₂/ Al₂O₃/ TiO₂/Ti₃Al/基体。     

影响钛合金蠕变行为的因素分析

钛合金的蠕变行为是非常复杂的，通常蠕变行为可以分为低温蠕变，扩散蠕变和位错蠕变等。一些得要的内外因素，如温度，组织结构等对钛合金的蠕变性能都有影响，且对不同蠕变类型其影响也不同。本文主要综述和分析了蠕变参数，组织结构，合金元素硅等对钛合金位错里面变行为的影响以及提高蠕变阻力的各种可能机制。