K444铸造镍基高温合金的高温氧化行为

为了研究燃气轮机叶片材料K444铸造镍基高温合金的高温氧化性能,研究了K444铸造镍基高温合金800℃及850℃恒温氧化动力学及氧化机制.采用x射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱仪分析了K444合金氧化产物、氧化膜形貌及成分.结果表明：在实验条件下K444合金氧化动力学遵循抛物线规律.在高温氧化期间,K444合金表面氧化膜无明显剥落.氧化膜主要由Cr₂O₃组成,含有少量的NiCr₂O₄及TiO₂.氧化膜呈多层结构：外层较薄,膜质疏松,孔隙较多,是以TiO₂为主的不连续氧化物膜层;中间层是以Cr₂O₃为主的连续致密保护性氧化物膜层,其中含有少量的NiCr₂O₄及TiO₂;内氧化层以Al₂O₃为主.     

T91钢高温水蒸气氧化行为

通过T91钢在650℃高温水蒸汽条件下的氧化实验,用静态增重法测定了T91钢的氧化动力学曲线,其氧化动力学遵循类抛物线规律;对氧化膜进行扫描电镜、X射线衍射和能谱分析.结果表明,氧化膜的氧化物类型为Fe2O3和Fe3O4,在不同的氧化时间段分别呈片状、簇状、条状和颗粒状;氧化物晶粒是通过形核和长大形成的;氧化1h时,氧化膜的表面有Cr,其后均未发现Cr,且随后的8h氧化过程中,氧化反应一直在氧化膜的外表层进行,即发生外氧化.     

Z3CN20-09M钢高温高压水蒸气腐蚀行为研究

为了探究压水堆核电站一回路工况条件对Z3CN20-09M不锈钢的氧化腐蚀行为的影响,采用恒温氧化法对Z3CN20-09M钢在400℃、16.0MPa水蒸气中和400℃空气中的氧化行为进行了对比研究.利用不连续增重法研究其氧化动力学,通过扫描电子显微镜观察氧化膜微观形貌,用能谱分析判断氧化膜成分,X射线衍射仪分析其具体物相组成.试验结果表明:Z3CN20-09M不锈钢在高温高压水蒸气中,氧化动力学曲线遵循双直线规律,在空气中氧化动力学曲线遵循指数规律,水蒸气中腐蚀速率大于空气中腐蚀速率,说明水蒸气对腐蚀有加速作用;高温水蒸汽中氧化膜形貌为针状和大尺寸颗粒状,氧化物为Cr2O3、Fe2O3和FeCr2O4,高温空气中氧化膜形貌为小尺寸颗粒状和絮状,氧化物为Cr2O3和Fe2O3.     

Al涂层对Ni基合金高温氧化性能的影响

为了研究Al涂层对Ni基合金高温氧化性能及氧化机理的影响,采用磁控溅射方法在Ni基合金表面制备了Al涂层,在600℃下对涂层进行了真空扩散退火和预氧化处理,并研究了涂层在1 100℃下的高温氧化性能.利用扫描电子显微镜和能谱仪分析了氧化膜的截面形貌及组成.结果表明,Ni基合金氧化动力学曲线近似服从抛物线规律,且合金的氧化增重最大.经过1 100℃高温氧化后,Ni基合金表面形成三层氧化膜,外层为Ni O、Cr_2O_3、Al_2O_3的混合氧化物和少量尖晶石氧化物,中间层主要为Ni的氧化物,内层为Al_2O_3.Al涂层试样的氧化增重相对较小,表明Al涂层在一定程度上提高了Ni基合金的抗氧化性能.     

Fe-Ni-Al合金在900℃时的氧化行为研究

为了提高Fe-Ni合金的抗氧化性能,采用熔铸法制备了50Fe-40Ni-10Al三元合金,采用增重法研究了其在900℃空气中的高温氧化行为.利用XRD、SEM和EDS对氧化膜进行了表征.结果表明:氧化过程满足抛物线规律;经过开始时的快速氧化后,在氧化膜底部生成了一层连续完整的Al2O3膜,阻止了Al的内氧化及其他金属的氧化,氧化速度显著降低;氧化产物以Fe2O3、Fe3O4为主,含有少量的Al2O3以及尖晶石型氧化物AlFe2O4;Fe2O3和Al2O3形成了固溶体;氧化进行过程中Al2O3的含量逐渐上升.所得合金具有良好的抗氧化性能,基本满足作为惰性阳极材料的要求.     

DZ4定向凝固合金的抗高温氧化行为研究

为了满足航空发动机热端关键零部件的高温使用性能,依据GB/T13303-91和HB5258-2000标准,对DZ4定向凝固合金进行了1 100℃、300 h高温氧化性能试验,对试验数据进行了分析,绘制了氧化动力学曲线.用MX2600FE型扫描电镜及能谱仪对其表面形貌、截面组织形态、相组成等进行了观察与测量.实验结果表明:DZ4定向高温合金在1 100℃、300 h氧化过程中,氧化膜组成主要为NiO、α-Al2O3 Ni(Cr,Al)2O4,氧化膜是连续完整和致密的,在氧化的后期,氧化膜表层有轻微的剥落,且未观察到氧化膜内侧发生内氧化.其氧化动力学曲线符合抛物线规律,其氧化速率K＜0.1,氧化性能评定属于完全抗氧化.     

Gd对挤压Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金氧化动力学行为的影响

为研究Gd对挤压Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金氧化动力学行为的影响.采用热分析天平和SEM、XRD、EDS等分析方法研究了Mg-xGd-5Y-0.5Zn-0.5Zr（w%）合金的氧化动力学规律,分析了氧化膜的表面形貌及组织结构,探讨了该合金的氧化机理.结果表明：随着Gd含量的增加,挤压态Mg-Gd-Y合金晶粒越细小;在相同温度下,随Gd含量的增大,氧化速率增大,随温度的升高,氧化速率增大;在400℃和500℃时,合金的高温氧化动力学曲线符合直线-抛物线规律;合金表面的氧化膜具有双层结构的复杂氧化膜,其中外层主要由Gd2O3、Y2O3和MgO组成,内层则由大量的金属Mg和MgO组成.     

K44铸造镍基高温合金800 ℃氧化行为的研究

用静态增重法研究K44铸造镍基高温合金800 ℃氧化动力学.结果表明,K44合金的氧化动力学遵循抛物线规律,属于完全抗氧化级.利用X射线衍射、能谱分析确定K44合金氧化膜的组成以Cr2O3为主,含有NiCr2O4及TiO*TiO2.在高温氧化期间,K44合金发生了内氧化.     

铝合金压铸用模具钢表面的渗铝氧化处理

对8407模具钢试样进行热浸渗铝,在试样表面形成了Fe—Al合金渗层．对渗铝试样进行高温氧化实验,使渗层表面形成了Fe—Al-O的混合氧化物．考察了渗铝温度和渗铝时间对渗层质量的影响;着重研究了不同氧化气氛下Fe—Al合金表面的氧化情况,确定了最佳高温氧化工艺．结果表明,8407钢热浸镀铝后,在600℃以下、纯O2气氛条件下氧化,Fe—Al合金表面生成了Fe3O4和Al2O的混合物．这层氧化膜与铝液不润湿,能较好地保护试样．因此这种工艺可能是合适的铝合金压铸模表面处理工艺．     

Super304H钢在水蒸气环境下700℃的氧化行为

为了认识Super304H钢在水蒸气环境中的氧化行为,设计了1组供货态Super304H在700℃水蒸气环境下的5~8h的氧化模拟实验.在氧化之后利用扫描电子显微镜(SEM)观察氧化膜的结构和能谱(EDS),分析了膜层不同位置点的成分,另外采用mapping功能从截面分析了氧化层中O、Cr、Fe、Ni、Cu元素的分布情况,同时采用XRD分析了氧化层中的具体物相.结果表明:氧化层为双层结构,内外氧化层界面为原始界面,内层氧化膜致密,外层氧化膜疏松,在内层与基体之间存在有保护作用的Cr_2O_3氧化层.内层氧化膜富含Cr、Ni,而外层氧化膜富含Fe,结合XRD结果可知:外层氧化物主要为Fe_2O_3、Fe_3O_4,内层氧化物为Cr_2O_3、NiO.     

680℃蒸汽下T91钢的氧化行为

采用热分析天平连续称重法对T91钢680℃水蒸气氧化动力学进行研究,用扫描电镜、X射线能谱仪和X—Ray物相分析仪对腐蚀产物的形貌、成分、物相等进行测定。结果表明：T91钢在氧化45h后,其动力学曲线服从直线规律,氧化速率为0．189g·m^-2·h^-1;氧化膜呈现明显三层结构,内层为致密富Cr的CrFe2O4无晶界层,中层存在大量柱状空洞贫Cr的以Fe3O4为主、CrFe2O4少量的尖晶石层,外层为Fe2O3无Cr的等轴状晶组织。     

等离子喷涂复合热障涂层的静态氧化行为

采用等离子喷涂方法，在GH536高温合金基材上制备了传统的双层热障涂层（TBCs）和两种含有Al2O3与ZzO2陶瓷复合层的三层热障涂层，传统TBCs结构为Ni22Cr10AlY合金连接层和8％Y2O3部分稳定的ZrO2陶瓷顶层；三层TBCs分别用了置于陶瓷层内侧及外侧的Al2O3复合层，三种类型试样的100h,1050℃静态氧化试验结果表明：三层涂层较双层涂层的氧化阻力提高，双层涂层的氧化阻力最差，不同复合层形式试样氧化动力学曲线不同，内置复合层的氧化增重最小，氧化阻力最佳。1050℃是氧化增重的临界点，外置复合层试样的氧化增重出现明显增加趋势。     

不同方法制备的Ni-20Cr合金热腐蚀行为研究

研究了机械合金化、熔炼方法制备的Ni-20Cr合金在950℃空气中的热腐蚀行为；在腐蚀100h后．由2种方法制备的合金的氧化动力学都近似遵循抛物线规律，但腐蚀速率相差很明显．截面形貌和元素面分布分析表明，Ni-20Cr合金的热腐蚀机理符合酸碱熔融模型，熔炼合金生成了NiO／NiCr2O4／Cr2O3混合氧化膜，而机械合金化合金生成了致密的Cr2O3氧化膜．不同制备方法得到的合金热腐蚀对比性能分析表明，合金的制备工艺能明显影响合金的抗热腐蚀性能．     

Cu-Si合金的高温氧化行为

通过氧化动力学曲线的测定以及对氧化膜形貌和构成的分析,研究Cu-0.6Si和Cu-3.6Si合金在800℃、0.1MPa纯氧气条件下的高温氧化行为.结果表明:两合金氧化24 h后形成的氧化膜结构依次为CuO,Cu_2O,Cu_2O和SiO_2的混合氧化物,均未形成连续的SiO_2氧化膜.随着Si含量的提高,合金氧化膜内层SiO_2含量明显提高,这有利于通过限制合金元素和氧的扩散提高合金的氧化抗力.Cu-3.6Si合金较Cu-0.6Si合金氧化膜内孔洞减少,致密度增加,这得益于SiO_2对合金氧化膜内孔洞的补偿.SiO_2对Cu较大的PBR值是两种合金氧化膜容易开裂的重要原因.     

Al-Si合金Al2O3-ZrO2微弧氧化层生长及性能测试

针对单一Al2O3微弧氧化层不能满足基体Al-Si合金使用要求的问题,采用微弧氧化法在Al-Si合金表面制备了Al2O3-ZrO2复合陶瓷层,研究了涂层的组成、结构及生长过程;测试了涂层的隔热温度.研究结果表明：在Al-Si合金试样表面微弧氧化30 min后,涂层的表面形成＂火山喷射状＂组织形貌,截面由疏松层、致密层、过渡层组成;涂层由-αAl2O3,γ-Al2O3,m-ZrO2和t-ZrO2组成,t-ZrO2为涂层的主晶相,膜层的生长分为匀速生长阶段和缓慢生长阶段;膜层隔热温度可达30℃.     

合金元素对TiAl合金高温氧化行为的影响

研究了合金元素Nb、Cr、Ag元素对TiAl合金900℃在空气中的高温氧化性能的影响．高温氧化试验存热天平上进行．结果表明，Ti-46．5Al-5Nb合金在900℃形成的氧化膜具有与TiAl合金同样的分层结构，不同之处在于本研究合金形成连续的保护性Al2O3内阻挡层，从而使膜的增长速率相对TiAl合金有所下降．Ti-48Al-8Cr-2Ag在900℃氧化形成连续的保护性Al2O3层，它的抗氧化性优于Ti-46．5Al-5Nb从氧化机理分析了合金相同条件下氧化程度不同的原因．     

TiAl合金电弧喷涂Al涂层的高温氧化性能

为了提升TiAl合金的高温抗氧化能力,采用电弧喷涂工艺在TiAl合金表面制备了纯铝涂层,并分别在900℃和1 000℃进行了恒温氧化试验.通过绘制氧化动力学曲线,对比了有无涂层试样的抗氧化性能.运用SEM、EDS、EPMA和XRD分析其氧化前后涂层的微观形貌、成分组成、元素分布和相组成.结果表明：纯铝涂层均匀致密、无裂纹.在900℃空气中氧化100 h后,涂层表面形成了致密的Al₂O₃氧化膜,次表层为TiAl₃相,扩散层为TiAl₂相.在1 000℃空气中氧化100 h后,涂层表面氧化膜由Al₂O₃和少量TiO₂组成,次表层为TiAl₃相,扩散层为TiAl₂相.电弧喷涂铝涂层提高了TiAl合金的高温抗氧化能力.     

Si含量对熔炼Fe-Si合金高温氧化行为的影响

为了揭示Si元素含量对合金高温氧化行为的影响机制,采用电弧熔炼(CA)方法制备3种成份的Fe-Si合金(CA Fe-0.5Si、CA Fe-1Si和CA Fe-3Si),采用Zry-2P综合热分析仪研究了它们在900～1000℃纯O2中的高温氧化行为.动力学分析表明:随着温度的升高,相同成份的Fe-Si合金氧化速度明显提高;相同温度下随着Si含量的增加,Fe-Si合金的氧化速度明显下降.X射线衍射、扫描电镜和能谱分析表明:3种成份的Fe-Si合金氧化后均形成了Fe2O,3→Fe3O4 FeO→FeO→FeO SiO2结构的氧化膜,均未形成连续的SiO2保护膜.     

2520不锈钢的高温氧化行为研究

采用静态增重法测定2520不锈钢在高温条件下的氧化动力学,运用X射线衍射测定氧化物类型,运用扫描电镜（SEM）观察不同氧化时间形成的氧化膜的形貌,通过能谱分析（EDS）氧化膜的成分,研究2520不锈钢的高温氧化行为.实验结果表明,氧化物类型主要为Fe2O3,且氧化物类型随温度的升高而变化.在氧化初期,氧化物中富Fe,氧...     

Y_2O_3含量对机械合金化Fe-20Cr合金循环氧化行为的影响

采用机械合金化及热压烧结技术制备Fe-20Cr、Fe-20Cr-0.8 Y_2O_3和Fe-20Cr-3Y_2O_3合金,研究Y_2O_3对Fe-Cr合金在900℃空气中循环氧化行为的影响.结果表明:Fe-20Cr合金氧化质量增量最大,Fe-20Cr-0.8Y_2O_3合金氧化质量增量其次,Fe-20Cr-3Y_2O_3氧化质量增量最少,抗高温循环氧化性能最好;Fe-20Cr合金氧化100 h后,试样几乎完全被氧化;Fe-20Cr-0.8Y_2O_3合金的氧化膜分为3层,外层主要为Fe2O3,中间层主要为Fe Cr2O4,内层主要为Cr2O3;Fe-20Cr-3Y_2O_3合金的氧化膜也分为3层,外层明显比Fe-20Cr-0.8Y_2O_3致密,空洞直径比较小,数量也比较少;Y_2O_3的添加可有效提高Fe-20Cr合金的抗循环氧化能力,其中Fe-20Cr-3Y_2O_3合金好于Fe-20Cr-0.8Y_2O_3合金.