新型定向凝固高温合金750℃抗热腐蚀性能

研究了涂有75%Na2SO4+25%NaCl盐膜的新型定向凝固镍基高温合金在750℃的热腐蚀行为,采用X射线衍射仪和带能谱的扫描电镜分析腐蚀产物相组成以及微观结构.结果表明:该合金在开始阶段腐蚀速率较大,随着腐蚀时间的延长以及合金腐蚀层厚度的增加,腐蚀速率降低.腐蚀层可分为3个区域:外层是以TiO2和Cr2O3为主相对疏松的氧化层,中间层具有保护性的是富Cr层,内层是以Al,Ti为主的氧化物以及点状分布的硫化物.合金的热腐蚀主要由氧化-硫化共存伴随着表面腐蚀物挥发形成,在此过程中腐蚀持续向合金基体推进,使得腐蚀层不断增厚.     

定向凝固合金DZ466在涂 NaCl/Na2 SO4盐条件下热腐蚀行为

采用涂NaCl/Na2 SO4盐方法研究了DZ466合金在850℃和950℃条件下热腐蚀行为.结果表明：合金的腐蚀层包括三个区域,最外层为( Ni,Co) O氧化物层,次外层为尖晶石结构氧化层( Ni,Co) Cr2 O4,内层为内腐蚀层,850℃时该层为Ni3 S2,而950℃时除Ni3 S2外,在靠近次外层还形成内氧化Al2 O3;在850℃和950℃时合金的热腐蚀机制相同,氧化膜连续性的破坏,是合金遭受热腐蚀的主要原因;热腐蚀增重曲线均符合抛物线规律,其速率常数分别为3.1×10-11 g2·cm-4·s-1和1.5×10-9 g2·cm-4·s-1,热腐蚀激活能分别为179.2 kJ·mol-1和138.3 kJ·mol-1.     

Ni-Cr-Co基高温合金在含有水蒸汽的空气中的高温腐蚀行为

利用热重分析法、SEM(EDX)和X射线衍射研究了一种Ni-Cr-o基高温合金在两种不同水蒸汽含量的空气中的高温腐蚀行为.结果表明:合金在750℃含有10%H2O的空气中的腐蚀动力学规律为先遵从抛物线后遵从直线规律,试样表面形成Cr2O3层,并且有内氧化物生成.合金在775℃含有5%H2O的空气中腐蚀时,试样表面致密的氧化层由Cr2O3,TiO2和CoCr2O4组成,同时也发生了内氧化现象.水蒸汽加速了合金的腐蚀速度.整个腐蚀过程由元素通过氧化膜的传输控制.     

K4169合金在模拟烟气环境中的热腐蚀行为

采用XRD、SEM、EDS以及EPMA等分析方法,研究铸态K4169合金及固溶-时效处理后K4169合金在650℃下模拟烟气(75%Na_2SO_4+25%NaCl)环境中的热腐蚀行为.结果表明:2种状态的K4169合金腐蚀动力学曲线均遵从抛物线规律;2种试样的腐蚀产物均分为2层,其内腐蚀层的腐蚀产物为Ni_3S_2;铸态合金的外腐蚀层产物分3部分:最外侧为Ni_3S_2薄层;中间以Fe_3O_4,NiO,NiFe_2O_4等氧化产物为主;内侧以Cr-O为主,有少量的铌、铝、钛的氧化物;固溶-时效态合金外腐蚀层的腐蚀产物为外侧以Fe_3O_4、NiO、NiFe_2O_4为主和内侧以Cr-O为主的2部分构成.2种状态合金的热腐蚀规律均遵循碱性机制.固溶-时效态试样的腐蚀层厚度低于铸态试样,固溶-时效处理能显著提高K4169合金的抗热腐蚀能力.     

TiAl循环氧化行为研究

用热重法研究了Ti(50±2)Al及Ti48Al(1,4)Cr等铸态TiAl基合金于800℃静止空气中的循环氧化行为·结果表明,低Cr合金化TiAl的抗氧化性比二元TiAl的差·原因在于适量的Cr促进了TiAl表层原子的扩散,从而使氧化反应加速·因循环氧化而产生的应力疲劳使氧化物间的裂纹过早萌生、扩展并导致氧化层开裂,从而在通过致密膜进行固体扩散氧化反应的基础上引入了优先通过裂纹间隙进行气体短路扩散氧化的反应机制,最终使氧化程度加重,氧化规律表现为线性规律·氧化表面分层为:二元TiAl表面呈富Ti/富Al交替的(TiO2+Al2O3)结构,三元Ti...     

加热温度对铸态Ti1100氧化及表面形貌的影响

研究了铸态Ti1100在不同温度下保温5小时的氧化增重和表面形貌.结果表明,随着加热温度的升高,铸造Ti1100氧化加重.300℃基本不氧化;500℃-700℃,Ti1100试样增重0.28-0.62%; 1100℃氧化增重严重,达到12.73%;钛的氧化增重为吸氧.用JSM-6360LV型扫描电子显微镜观察试样表面形貌,300-600℃氧化膜极薄且致密;700℃试样表面有少量的氧化腐蚀坑,表面较致密;900℃试样表面有较多的突起氧化层,表面不致密;1100℃氧化层为板片状TiO2.氧化过程为高温时,氧化膜晶粒粗大变得疏松,氧通过氧化膜扩散进基体.     

Ti/TiAl微层板的高温氧化机理研究

对前期采用电子束物理气相沉积法制备的Ti/TiAl微层板进行了高温氧化研究,利用XRD、SEM、EDS对涂层的相结构变化、表面形貌、化学成分进行了实验分析。结果表明,随着温度升高,Al向富Ti区域的扩散越来越快,界面融混现象愈加严重。微层板的高温氧化机制为：Ti原子的不断外扩散使氧化膜中各层的Ti含量都有增加,Al2O3和TiO2分别具有热力学生成优势和动力学生长优势,表面氧化由最初的Al2O3膜逐渐向(TiO2 Al2O3)及TiO2过渡。     

Fe-40Cr-5Al合金阳极在800℃和900℃的电解腐蚀行为

采用真空感应熔炼法制备了铝电解用Fe-40Cr-5Al合金阳极.研究了合金阳极材料在800℃和900℃下的电解腐蚀行为.电解测试采用冰晶石-氧化铝低温电解质体系,阳极电流密度为0.5 A.cm-2,电解时间为10 h.结果表明：随着电解温度的降低,合金阳极的腐蚀速率减小;在900℃电解后,合金表面形成了多孔结构的腐蚀层;在800℃电解后,合金表面形成了保护性氧化膜,氧化膜分为两层,外层为尖晶石结构的Fe（Al,Cr）2O4,内层为Fe、Cr和O构成的复合氧化物,其中收集的铝产品纯度为98.552%,合金阳极的腐蚀速率为5.51 cm.a-1.     

等离子喷涂ZrB_2-SiC陶瓷涂层的热腐蚀行为

采用等离子喷涂方法在310S基体上制备ZrB_2-SiC陶瓷涂层.通过X射线衍射、带能谱的扫描电镜等分析手段,研究了ZrB_2-SiC陶瓷涂层在700、900℃下表面涂覆50%Na_2SO_4+50%NaCl(质量分数)盐膜的热腐蚀行为.结果表明ZrB_2-SiC陶瓷涂层在700℃热腐蚀时,表现出良好的抗热腐蚀性能,涂层损伤以氧化腐蚀为主;900℃热腐蚀过程中,熔盐进入ZrB_2-SiC陶瓷涂层内部发生反应生成NiCr_2O_4腐蚀产物,引起涂层内部体积变化,致使涂层开裂、脱落.     

NiCr-CrAl涂层在900℃硫酸盐中的热腐蚀行为

在镍基铸态高温合金жc6y 上制备了单渗铝涂层和 NiCr-CrAl 涂层。采用热重法及 SEM/EDS、 XRD 和 EPMA 研究了铸态合金和涂层在 900℃熔盐(75wt%Na2SO4 K2SO4)中的热腐蚀行为。结果表明,铸态合金发生灾难性的腐蚀、内氧化和内硫化;单渗铝涂层也遭到严重的腐蚀,涂层丧失了保护能力;NiCr-CrAl 涂层由于 Cr 的有益作用而在一定程度上减缓了热腐蚀的进行。同时对铸态合金和涂层的热腐蚀机制进行了讨论。     

Studies on thermally grown oxide as an interface between plasma-sprayed coatings and a nickel-based superalloy substrate

A thermally grown oxide layer formed by hot corrosion was investigated as an interface between plasma-sprayed coatings and a nickel-based superalloy substrate. The hot corrosion mechanism of NiCr-Cr₂O₃ and Al₂O₃-40wt% TiO₂ (A40T) plasma coated Inconel 617 was evaluated. The experiments were carried out at 1000℃ using a combination of Na₂SO₄, NaCl, and ₂O₅ salts to simulate the conditions of a gas turbine in a marine environment. The hot corrosion results revealed the spallation and dissolution of oxides upon prolonged exposure. Optical images and scanning electron micrographs of the exposed samples revealed the formation of oxide scale and provided details of its morphology in NiCr-Cr₂O₃ coated samples. Microstructure characterization of A40T coatings demonstrated a thermally grown oxide (TGO) layer at 1000℃. Increasing the thickness of the TGO layer decreased the corrosion resistance. The elemental analysis and image mapping revealed the migration of active elements from the substrate and coatings toward the corrosive environment.     

Fe-Cr合金的钝化膜和点蚀发展模型

本文采用AFS和FPMA以及旋转圆盘—圆环电极等方法,对三种Fe-Cr合金在3.5％NaCl溶液中的钝化和点蚀行为进行了研究,考察了铬的作用和溶解机理,并据此提出了两种点蚀发展模型。     

Isothermal oxidation behavior and mechanism of a nickel-based superalloy at 1000℃

The oxidation behavior of a nickel-based superalloy at 1000°C in air was investigated through X-ray diffraction, scanning electron microscopy, andenergy-dispersive spectroscopy analysis. A series of oxides, including external oxide scales (Cr2O3, (TiO2 + MnCr2O4)) and internal oxides (Al2O3,TiN), were formed on the surface or sub-surface of the substrate at 1000°C in experimental still air. The oxidation re-sistance of the alloy was dependent on the stability of the surface oxide layer. The continuity and density of the protective Cr2O3 scale were affected by minor alloying elements such as Ti and Mn. The outermost oxide scale was composed of TiO2 rutile and MnCr2O4 spinel, and the growth of TiO2particles was controlled by the outer diffusion of Ti ions through the pre-existing oxide layer. Severe internal oxidation oc-curred beneath the external oxide scale, consuming Al and Ti of the strength phaseγ′ (Ni3(Al,Ti)) and thereby severely deteriorating the sur-face mechanical properties. The depth of the internal oxidation region was approximately 35μm after exposure to experimental air at 1000°C for 80 h.     

Fe-Ni-Cr玻封合金氧化膜及其封接性能

Ｎｉ４２Ｃｒ６Ｆｅ合金广泛用于制作显象管玻壳阳极帽。为了改善它作为软玻璃的气密性封接材料的性能，采用ＴＥＭ、ＸＲＤ、ＳＥＭ等技术研究此合金表面氧化膜的组成、结构及其气密性封接性能，以选择合适气密封接的氧化膜条件。试验结果表明，氧化初期以Ｃｒ２Ｏ３为主，后期以（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｃｒ２Ｏ４为主。氧化膜表面为（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｃｒ２Ｏ４，主要起浸润玻璃作用；氧化膜底层为Ｃｒ２Ｏ３，主要起致密稳定和与基体连接的作用。     

锌铝合金镀层表面低铬钝化膜的研究

探索了低浓度铬酸盐钝化处理在热浸镀锌铝合金镀层上的应用·采用盐雾试验、电化学腐蚀试验和人造海水浸泡试验对锌铝合金镀层表面低浓度铬酸盐钝化膜的耐蚀性进行了测试,并借助ＸＰＳ和ＡＥＳ对钝化膜的组成进行了分析·结果表明,锌铝合金镀层经低铬酸盐钝化处理后耐蚀性得到了显著提高,钝化膜的元素组成(原子数分数,％)为:Ｓ５－５,Ｎａ３－４,Ｃ１１－８,Ｔｉ７－９,Ｏ４１－６,Ｃｒ１３－７,Ｚｎ１６－０·     

超临界水中310-ODS钢表面氧化膜形成机制和性能

采用腐蚀增重方法研究310-ODS钢在600℃低溶氧的超临界水中的全面腐蚀敏感性,取样周期分别为100、300、600、1 000、1 500h,对试样表面氧化膜进行扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析.结果表明:310-ODS钢在浸泡早期(300h)已经在表面形成较为致密的氧化膜,腐蚀速率快速降低;氧化膜为双层结构,内层致密富Cr,外层多孔富Fe,随着浸泡时间的增加,内层变得均匀,外层变化不大.310-ODS钢在600℃超临界水中的氧化过程满足固态生长机制,晶界处的Y2O3改善了材料的耐腐蚀性能.     

铁基金属玻璃涂层在无铅钎料中的耐腐蚀性及机理

选用Fe基非晶合金粉末(含有Cr、Mo、Ni、P、B、Si),采用等离子喷涂方法在Q235基体上制备了金属玻璃涂层.在自行设计的腐蚀实验装置中将Q235钢、1Cr18Ni9Ti不锈钢和覆有Fe基金属玻璃涂层的Q235钢浸入450,℃的高温液态无铅钎料Sn-3.5,Ag-0.5,Cu中进行腐蚀,利用扫描电子显微镜微观分析了腐蚀后的微观形貌及腐蚀产物.研究结果表明:相同实验条件下,Q235钢和1Cr18Ni9Ti不锈钢表面均腐蚀严重,断面微观组织分为钎料层、腐蚀层和基体层.其中Q235钢的腐蚀剧烈,腐蚀层成分为FeSn2;1Cr18Ni9Ti不锈钢腐蚀较严重,腐蚀层成分为(Fe,Cr)Sn2.Q235基体表面的Fe基金属玻璃涂层腐蚀前后断面微观形貌变化不大,没有出现明显的腐蚀分层,表现出了非常好的耐高温无铅钎料腐蚀的能力.     

离子束动态混合注入钽对GCr15抗蚀性能的影响

腐蚀是引起GCr15制航空轴承早期失效的主要原因，选用促进钝性元素Ta用离子束动态注入的方法，来改变GCr15材料表面特性，提高其抗蚀性能，是防止航空轴承早期失效的有效途径．通过在0.5mol／LH2S04溶液和0．1mol／LNaCl溶液中电化学方法测试和人造海水环境的模拟试验及盐雾试验检测结果表明，离子束混合注入Ta具有极好抗全面腐蚀和抗点腐蚀的性能，其效果优于注Ti或注Cr，其耐蚀性提高的机理是由于注入表面形成高稳定性的Ta2O5防护膜和富钽的非晶态合金层．