INFLUENCE OF Y,Ce AND La ON HIGH TEMPERATURE SULFIDATION OF Fe-25Cr-40Ni SUPERALLOY

研究了稀土元素Y,Ce和La对Fe-25Cr-40Ni合金高温硫化的影响。当合金中稀土含量为0.1wt-％时,合金的硫化速度明显降低。Y对降低合金硫化速度的影响大于Ce和La。加入Y的合金硫化时,在硫化内层优先形成带有保护性的较致密的硫化铬,它的晶粒较细,与基体很好粘着。在硫化层结构和成分分析的基础上提出了合金加入稀土元素后的硫化机理。     

INFLUENCE OF Y,Ce AND La ON HIGH TEMPERATURE SULFIDATION OF Fe-25Cr-40Ni SUPERALLOY

The effects of Y,Ce and La on the sulfidation of alloy Fe-25Cr-40Ni have been investigated.The sulfidation rate of the alloys with RE more than 0.1 wt-% is lower than that of the basealloy.The addition of Y is more effective than La and Ce in lowering the sulfidation rate.Based on the analyses of the structure and composition of the sulfide seales,the sulfidationmechanism of the alloys with RE has been proposed.     

活性元素Y和Ce对Fe—25Cr—40Ni合金高温氧化的影响

用离子背散射和慢正电子束研究了活性元素Y和Ce对Fe-25Cr—40Ni合金在高温初期氧化动力学、氧化膜表层成份和微观缺陷结构的影响,实验结果表明了微量活性元素(≥0.05%)在高温氧化初期显著减少了合金的氧化速率,有效地促进了Cr_2O_3的生长,抑制了Fe和Ni氧化物的形成,改善了氧化膜的微观结构,活性元素结合进入氧化膜并在外层膜中(约几十nm)富集,活性元素Ce抗氧化机理不同于Y,Ce使合金氧化膜的空位缺陷显著降低,主要控制了阳离子沿晶格空位向外扩散,而含Y合金由氧化初期主要控制阳离子沿晶格扩散转变为主要控制阳离子沿晶界向外扩散。     

EFFECTS OF ACTIVE ELEMENTS Y AND Ce ON HIGH TEMPERATURE OXIDATION OF Fe-25Cr-40Ni ALLOY

The effects of small amount(≥0.05%)of active elements Y and Ce in Fe-25Cr-40Ni al-loy have been investigated on the kinetics of early stage of high temperature oxidationas well as composition and microsructure of oxide film by ion backscattering and slowpositron beam.The results show that Y and Ce can reduce evidently the high tem-perature oxidation rate of FeCrNi alloy at early stage and can effectively enhance theCr_2O_3 formation and retard the oxide formation of Fe and Ni in the surface layer thusthe microstructure of the oxide film is improved.Y and Ce enter the oxide film andconcentrate within several tens nanometres from surface of the outer layer.The mech-anism of oxidation resistance for Ce is different from Y.Ce can decrease the densityof vacancy defects in oxide layer,so the cations are restrained from diffusion outwardthrough vacancies.While Y can control the outward diffusion of cations through va-cancies at the early statge of oxidation(shorter than 12 min),aften that restrained thecations from diffusion outward along grain boundaries up to 60 min oxidation.     

Ce对Fe-Cr合金高温氧化行为的影响

Fe-15Cr 和 Fe-30Cr 合金在1000至1200℃空气中氧化时,表面富铁氧化伤的发展导致保护性Cr_2O_3层衰退,氧化速率增大。添加 Ce 可延迟衰退过程的发生,从而大幅度减低氧化速率。随氧化温度和合金成份变化,Cr_2O_3层衰退的开始时间和发展特征随之改变,Ce 对氧化行为的影响因而呈现出规律性的变化。研究发现,合金中 Cr 的内氧化使 Cr_2O_3层形成小舌包卷合金并使其氧化成富铁氧化物。这是Cr_2O_3层衰退的原因之一。含 Ce 合金中 Ce 的优先内氧化则降低自氧化层进入合金的氧浓度,抑制Cr 的内氧化。氧浓度降低还能促进 Si 的内氧化物在氧化层/合金界面集聚。     

La和Hf对CoNiCrAl合金涂层高温氧化行为的影响

对单一添加及同时添加La和Hf的CoNiCrAl合金进行真空高温氧化处理,研究单一添加与同时添加La和Hf对合金表面氧化物生长机制和黏结性能的影响.结果表明：表面抛光的合金在1100℃氧化时,同时添加La和Hf使CoNiCrAl合金在其表面形成了连续均匀的Al2O3,并且具有较好的黏结性能.通过18O追踪原子氧化发现C...     

OXIDATION BEHAVIOR OF Ni_3Al AND NiAl ALLOYS CONTAINING Fe ADDITIONS

ＯＸＩＤＡＴＩＯＮＢＥＨＡＶＩＯＲＯＦＮｉ_３ＡｌＡＮＤＮｉＡｌＡＬＬＯＹＳＣＯＮＴＡＩＮＩＮＧＦｅＡＤＤＩＴＩＯＮＳＪ．Ｔ．Ｇｕｏ;Ｓ．Ｈ．Ｗａｎｇ;Ｈ．Ｌｉ;Ｗ．Ｈ．ＬａｉａｎｄＭ．Ｈ．Ｔａｎ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈ,Ｃ?..     

EFFECT OF Ce ON OXIDATION BEHAVIOUR OF Ni_3Al ALLOYS

1.IntroductionIntermetallicc0mp0undNi3Alhasthespecificpropertythattheyieldstrengthim-proveswiththeincrease0ftemperature.Thefundamentalresearchonhigh-temperaturestructuralmaterialshaJsmademuchprogress,andther0omtemperaturetensilepr0pertiesofNisAlalloysareimproveddramaticallywiththeaddition0falittleB[1'2].Beingasurfaceactiveelement,Cecanpurifyandmodifysteels,andimprovetheirductility,t0ughness,oxidationresistanceandc0rrosionresistance[3].Theeffect0fCe0nthefabricabilityandroomtemperaturetensil…     

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.     

Pd-Ni-Al涂层的高温短期氧化行为

在M38镍基高温合金上电镀Pd-20 mass%Ni合金，采用低压固体粉末包埋渗铝方法制备钯改性铝化物涂层，XRD分析表明，涂层主要由β-(Ni,Pd)Al相组成.利用TGA、SEM等方法，研究了涂层在800℃、900℃和1100℃的高温氧化行为表明，β-(Ni,Pd)Al涂层恒温氧化动力学遵循抛物线规律；1000℃氧化动力学则不遵循抛物线规律.在800℃和900℃下，β-(Ni,Pd)Al 涂层表面氧化产物包括α-Al2O3、θ-Al2O3和少量的γ-Al2O3；在1000℃下，涂层表面存在α-Al2O3和θ-Al2O3两种氧化物；在1100℃下，涂层表面氧化产物主要是α-Al2O3.此外，在各温度下涂层表面的氧化产物中都含有少量的TiO2，随着温度升高，其含量增加.     

(Ni,Pd)Al涂层的抗高温氧化性能

采用低压固体粉末包埋渗铝方法在M38镍基高温合金上制备钯改性铝化物涂层，利用热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法，研究其l100℃的高温氧化行为．结果表明，(Ni，Pd)Al涂层的恒温氧化动力学近似符合抛物线氧化规律．与NiAl涂层相比，(Ni，Pd)Al涂层具有更优良的抗高温氧化性能，退化过程与NiAl涂层类似．添加改性元素Pd有利于稳定β相，延缓涂层的退化，有益于提高铝化物涂层的抗高温氧化性能．     

(Ni,Pd)Al涂层的高温氧化

在M38镍基高温合金上电镀Pd—20mass％Ni合金，采用低压固体粉末包埋渗铝方法制备钯改性铝化物涂层。XRD分析表明，涂层主要由β—(Ni，Pd)Al相组成。利用TGA、SEM等方法，研究了涂层在800℃～l100℃的初期高温氧化行为。结果表明，800℃、900℃和l100℃下，氧化动力学遵循抛物线规律，1000℃则不是；在800℃和900℃中等温度下，(Ni，Pd)Al涂层表面氧化产物除θ—Al2O3和α—Al2O3外，还含有少量的γ—Al2O3；在1000℃下，涂层表面存在θ—Al2O3和α—Al2O3两种氧化物；在l100℃下，涂层表面氧化产物主要是α--Al2O3。另外，在各温度下涂层表面的氧化产物中都含有少量的TiO2，并且随着温度升高，含量增加.     

Fe-12.4Cr-0.13C合金高温时效过程中碳化物的析出行为研究

对高温时效条件下Fe-12.4Cr-0.13C(wt%)合金中碳化物的析出行为进行了计算与研究.研究中采用Thermo-Calc(R)软件对碳化物的析出行为进行了热力学与动力学计算,而后采用HRTEM结合Image J图像分析软件表征了组织中碳化物的类型及粒径分布.结果表明:Fe-12.4Cr-0.13C合金经780℃...     

HIGH TEMPERATURE OXIDATION AND STRUCTURE OF SCALE AND WHISKERS FOR Fe-Ni-Cr SEALING ALLOYS

The oxidation rate,the growth,morphology and structure of oxide scale and whiskers forFe-Ni-Cr sealing alloys in H_2-H_2O atmosphere at high temperatures have been studied.The growth rate of scale is controlled by diffusion.The scale is composed of Cr_2O_3 andspinel(Fe,Mn)O·Cr_2O_3 and the oxide whisker,are spinel(Fe,Mn)O·Cr_2O_3.     

Fe—Ni—Cr封接合金的高温氧化及氧化膜,氧化物晶须的结构

试验表明,Fe-Ni-Cr封接合金在高温湿氢气氛中氧化膜的生长受扩散控制,其主要组成为刚玉型的Cr_2O_3与尖晶石型的(Fe,Mn)O·Cr_2O_3。电子衍射及能谱分析证实,氧化过程中生长的晶须为(Fe,Mn)O·Cr_2O_3。     

金属间化合物对高温合金强化机理的研究

研究了金属间化合物对高温合金材料的强化作用,在CrWMoV合金中添加Al和Ni可以形成Ni-Al,Fe-Al和W－Al系等金属间化合物,在合金中起到弥散强化作用和抗氧化作用,能提高合金的高温强度和冲击韧性,实验发现以2％Al的添加为最佳。     

晶粒尺寸对Cu-60Ni合金高温氧化行为的影响

研究了铸态Cu-60at%Ni(CACu-60Ni)和机械合金化制 备的纳米晶Cu-60at%Ni(MACu-60Ni)合金在800℃空气中的氧化行为.结果表明：CACu-60Ni 合金的氧化动力学偏离抛物线规律,形成外层为CuO,内层为疏松、多孔的Cu2O和NiO混合 氧化物层,同时沿合金基体发生了Ni的内氧化;MACu-60Ni合金的氧化动力学近似遵循抛物 线规律,合金表面氧化膜外层为很薄一层CuO,内层为较厚,且均匀致密的NiO层.晶粒细化 明显促进了由Cu2O和NiO混合氧化膜向单一连续NiO膜的转变.讨论了合金的氧化机制.     

NiAl微晶涂层对两种NiAl基共晶合金高温氧化性能的影响

研究了磁控溅NiAl微晶涂层对NiAl－28Cr-5Mo-1Hf和NiAl－33.5Cr-0.5Zr两种共晶合金在1000－1150℃静态空气中氧化性能的影响，添加Cr,Mo,Hf,Zr等元素使NiAl合金由单相转变为多相结构，高温氧化后表面分别形成抗氧化性能较差的Al2O3 CrO3 HfO2和Al2O3 Cr2O3 ZrO2复合氧化膜，并且发生严重的内氧化。施加NiAl微晶涂层后，高温下表面形成致密的单一氧化物Al2O3，抗氧化性能得到明显提高。     

晶粒尺寸对Cu—10Ni合金高温氧化行为的影响

研究了晶粒尺寸差异显著的两种Ｎｉ含量（质量分数,％,下同）为１０％的Ｃｕ基合金在８００～９００℃空气中的氧化．两种合金的氧化膜结构类似,外层由ＣｕＯ和内侧较厚的Ｃｕ２Ｏ组成,内层为多孔的分布着ＮｉＯ颗粒的Ｃｕ２Ｏ,并发生了Ｎｉ的内氧化．具有较小晶粒尺寸的合金内外氧化膜生长速率均高于粗晶合金．这种差异在于细晶合金中合金与氧化膜的晶粒尺寸降低后提供了更多的晶界短路扩散通道,从而增加了氧在合金中及氧与Ｃｕ在氧化膜中的有效扩散系数．     

Nb,Ti和Cu对Fe-13Cr-2.5Mo合金阻尼与腐蚀性能的影响

采用动态机械分析仪(DMA)和场发射扫描电镜(FESEM)研究了1.0%Nb,1.0%Ti和0.5%Cu(质量分数)添加对Fe-13Cr-2.5Mo合金阻尼性能和腐蚀性能的影响.结果表明:添加Nb的合金中,形成的大量(Nb,Mo)C相会阻碍磁畴壁的运动,严重影响合金的阻尼性能;当应变振幅大于3.5×10-5时,析出相(Nb,Mo)C与位错的交互作用会引起静滞后型位错阻尼Qdis-1,致使在高应变振幅区合金阻尼性能明显提高;加入Ti或Cu后合金晶界碳化物明显减少,而晶内析出相明显增多,导致合金的阻尼性能在低应变振幅区略有降低.点蚀结果表明,三种合金元素的添加都能提高合金的耐蚀性能,其中添加1.0%Ti的合金可同时获得良好阻尼性能和耐蚀性能.