轻质化MA/ODS镍基高温合金高温氧化行为

采用机械合金化(MA)和真空烧结工艺制备了Y2O3质量分数为2%～20%的氧化物弥散强化(ODS)镍基高温合金,在1 000℃空气中对合金试样进行100h的静态氧化实验,研究了Y2O3含量对合金高温氧化性能的影响与作用机制.结果表明:适量稀土氧化物Y2O3的加入(质量分数≤5%)可促进完整Cr2O3氧化膜的形成,提高氧化膜与合金基体的附着力,改善氧化膜的抗剥落性,减缓合金在1 000℃的氧化速度,从而有效提高合金的抗高温氧化性能.但过量添加则会使其抗氧化性能迅速下降.     

晶粒细化对Cu-20Co-20Cr合金高温化学稳定性影响

研究了机械合金化(MA)制备的Cu-20Co-20Cr合金在800℃,0.1 MPa纯氧气中的氧化行为。结果表明合金由两相组成,合金基体为富Cu的α相,富Cr的β相则以网状形式分散在α相中。合金的氧化动力学曲线不规则且偏离抛物线规律,其瞬时抛物线速率常数随时间而升高。合金表面形成的氧化膜为最多层结构,外层是一连续的CuO层,相邻的内层是以Co2O3,Cu2O为主及岛状黑色尖晶氧化物Cu2Cr2O4和Co2Cr2O6组成的混合氧化区,且越靠近合金内部氧化物的Cr含量越高,但最终未能形成连续的Cr2O3外氧化膜。MACu-20Co-20Cr合金的氧化速率明显高于PMCu-20Co-20Cr合金。可见,晶粒尺寸降低后Cu-20Co-20Cr合金组元间的扩散速度大大加快了,但其表面未能发生活泼组元Cr的选择性外氧化。     

四元Cu-20Ni-20Cr-2Si合金在900℃,0 1MPa纯氧中氧化行为研究

研究了Cu-20Ni-20Cr-2Si合金在900℃,0.1 MPa纯氧中的氧化行为。结果表明：合金由三相组成,氧化动力学偏离抛物线规律,其瞬时抛物线速率常数随时间而降低。与前面研究的三相Cu-20Ni-20Cr合金形成含有所有组元氧化物及它们复合氧化物的复杂氧化膜结构不同,目前研究的Cu-20Ni-20Cr-2Si合金内部形成了连续的Cr2O3层,这是由于向Cu-20Ni-20Cr合金中加入了第四组元Si后,降低了合金表面活泼组元形成氧化物所需的临界浓度,使合金表面易于形成活泼组元氧化物膜。     

四元Cu-20Ni-20Cr-2Si合金在900℃,0.1MPa纯氧中氧化行为研究

研究了Cu-20Ni-20Cr-2Si合金在900℃,0.1 MPa纯氧中的氧化行为。结果表明：合金由三相组成,氧化动力学偏离抛物线规律,其瞬时抛物线速率常数随时间而降低。与前面研究的三相Cu-20Ni-20Cr合金形成含有所有组元氧化物及它们复合氧化物的复杂氧化膜结构不同,目前研究的Cu-20Ni-20Cr-2Si合金内部形成了连续的Cr2O3层,这是由于向Cu-20Ni-20Cr合金中加入了第四组元Si后,降低了合金表面活泼组元形成氧化物所需的临界浓度,使合金表面易于形成活泼组元氧化物膜。     

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.     

铈对Cr12铁素体不锈钢抗高温氧化性能的影响

参照标准HB 5258-2000中的增重法对不同铈含量的Cr12铁素体不锈钢的抗高温氧化性能进行测试,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)技术等实验手段进行氧化形貌观察和氧化物物相分析,并对氧化物的生成热力学进行了计算. 实验结果表明:氧化物的分析结果与热力学计算结果相吻合. 在600℃、700℃及800℃较低温度时生成的氧化产物为具有尖晶石结构的M_3O_4型氧化物,具有良好的保护性,铈的添加可促进这种氧化膜的形成,降低氧化速率;在900℃时生成的氧化产物类型主要为M_2O_3型,保护性差,晶粒细的含铈钢初期氧化速率快,但是铈可改善氧化膜与基体的黏附性,在氧化后期阻止实验钢进一步的剧烈氧化. 利用反应元素效应和晶粒尺寸效应可以较好地解释该氧化动力学机制.     

三元Cu-20Ni-25Co合金在800℃、0.1MPa纯氧气中氧化行为研究

研究了三元Cu-20Ni-25Co合金在800℃、0.1 MPa纯氧气中的氧化行为.结果表明:合金由二相组成,合金基体由富Cu贫Co的α相组成,而Co含量较高的β相则以孤立的岛状物形式分散在基体中.与前面研究的3种不同Co含量的双相Cu-Co合金在600~800℃空气中的氧化行为即所有合金均形成由Cu和Co氧化物组成的混合氧化膜不同,目前研究的Cu-20Ni-25Co合金表面形成了连续的Co2O3层.这主要归因于向Cu-Co合金加入了第三组元Ni,降低了合金表面活泼组元形成氧化物所需的临界浓度,促使合金表面由混合氧化物膜向单一活泼组元氧化物膜的转化.     

铸造镍基高温合金K35的氧化动力学

用静态增重法研究了K35镍基铸造高温合金的800℃氧化动力学·结果表明,K35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、扫描电镜和能谱分析确定K35合金氧化膜组成以Cr2O3为主,含有NiCr2O4及TiO·TiO2·由于钛氧化物的存在,在高温氧化期间,K35合金发生了内氧化·     

医用Ti6Al7Nb合金氧化行为及其磨损性能

为提高生物医用Ti6Al7Nb合金表面的耐磨损性能,研究了在500~800℃空气中的热氧化行为以及其改善的磨损性能.研究结果表明:500~600℃氧化速率低,表面硬度较基体变化不大.在750℃以上,氧化速度增加,氧化动力学遵从抛物线规律,氧化物主要由TiO2和少量Al2O3组成.在800℃时,氧化物颗粒长大,氧化层疏松,极易剥落.综合考虑硬化层深度和氧化时间,得出最佳热氧化工艺参数为750℃氧化8 h.在此工艺下处理的钛合金表面硬度达到1 047 HV,耐磨性是原合金材料的280倍.分析了合金氧化后耐磨损性能的提高机制.     

Super304H奥氏体不锈钢的抗高温氧化性能

采用称重法测得了Super304H和Super304HS两种奥氏体耐热不锈钢在不同温度下的高温氧化动力学曲线,研究发现:两种不锈钢的氧化动力学曲线遵循抛物线规律,Super304HS的抗氧化性能明显优于Super304H,而且Super304H在900℃时氧化100 h后,氧化膜明显脱落.利用扫描电镜、X射线衍射的方法对Super304H不锈钢氧化膜表面的形貌及结构进行了研究,结果表明:在700℃和800℃时,两种材料氧化膜组成相似,都是Cr2O3和少量尖晶石结构的FeCr2O4,Su-per304H钢在900℃时的氧化产物主要由Cr2O3,Fe2O3和尖晶石FeCr2O4组成,Super304HS在900℃时的氧化膜主要由Cr2O3和尖晶石FeCr2O4组成.     

锆-4合金高温高压水蒸气氧化行为

利用不连续称重法测定锆-4合金于330,400和500℃高温高压水蒸气氧化动力学曲线,并对氧化膜成分和物相进行分析.研究结果表明:实验温度下氧化动力学曲线符合yn=Kt+C的抛物线规律;氧化膜在沟壑位置形核逐渐覆盖表面,第2层氧化膜以片状开始出现;氧化物主要是t-ZrO2和m-ZrO2 2种,低温时由于氧原子供应不足导致金属原子富余氧原子缺失的氧化物出现.     

AlCoCrFeNi高熵合金的高温氧化性能

测定AlCoCrFeNi高熵合金高温氧化后的氧化动力学曲线，采用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪等分析合金氧化层的物相、形貌、结构和成分，利用硬度计测定不同温度下氧化产物的硬度，从热力学和动力学角度深入分析AlCoCrFeNi高熵合金的氧化机理.结果表明：AlCoCrFeNi高熵合金在800～1 000℃下具有较好的抗氧化性能，高于1 000℃时合金退化较为明显；AlCoCrFeNi高熵合金800℃氧化时Al与O元素亲和力最大，并且高熵合金中Al原子扩散速率最大，Al率先在合金表面形成连续的Al₂O₃膜，随着温度的升高，其他原子也扩散至表面发生氧化反应，合金表面出现Cr₂O₃和尖晶石等，氧化物逐渐长大，1 100℃时长大的尖晶石易从合金表面脱落；随着氧化温度的升高，AlCoCrFeNi高熵合金的显微硬度逐渐升高.     

晶粒细化对Fe-5Cr-5Al合金高温化学稳定性的影响

采用粉末冶金(PM)和机械合金化(MA)方法通过热压制备了常规尺寸和纳米尺寸的Fe-5Cr-5Al合金,研究了2种合金在900℃,0.1 MPa纯氧中的氧化行为。结果表明,2种合金的氧化动力学曲线均偏离抛物线规律,大体上由三段抛物线所组成,且瞬时抛物线速率常数随时间不规则变化。MAFe-5Cr-5Al合金的氧化速率明显大于PMFe-5Cr-5Al合金,这是由于晶粒细化导致大量晶界的增加,使合金中的活泼组元以更快的速度向外扩散。2种合金表面均未形成保护性的Al2O3膜,其氧化膜组成主要是是Fe的氧化物。     

表面粗糙度对Ni-20Cr合金高温氧化行为的影响

表面粗糙度作为重要的参数,对合金高温氧化膜剥落有重要影响.为此,研究表面粗糙度对Ni-20Cr合金氧化20 h内的氧化动力学及氧化膜剥落行为的影响.通过热重法绘制动力学曲线,可以看出2.5 μm砂纸磨痕的合金氧化速率明显低于90 μm砂纸磨痕的氧化速率.利用扫描电镜观察氧化膜表面形貌,显示粒状的氧化物在2.5 μm砂纸磨痕合金表面生成,而刻面状的氧化物在90 μm砂纸磨痕合金表面形成.XRD分析表面,在2.5 μm砂纸磨痕合金表面生成的氧化物为Cr2O3,在90 μm砂纸磨痕表面形成的氧化物为NiO.结果表明：平滑的Ni-20Cr合金表面有利于生成保护性的Cr2O3而不发生脱落,具有优良的抗氧化性能.     

Ce对Fe-Cr-Al合金抗高温氧化性能的影响

用不连续称重法研究了添加Ce(0.2%wt)对Fe-27Cr-7Al合金1000℃氧化动力学的影响.用X射线,扫描电镜研究了Ce(0.2%wt)对Fe-27Cr-7Al合金1000℃下氧化膜的生长和形貌的影响.结果表明,添加Ce(0.2%wt)明显降低了Fe-27Cr-7Al合金的高温氧化速率.在氧化初期,添加Ce促进了θ-Al2O3的生成,并使之迅速转变为α- Al2O3.Ce的添加可以使氧化膜更为平整.     

铝合金黑色微弧氧化膜层制备及膜层相组成

采用微弧氧化方法在LY12铝合金试样表面生成了黑色的氧化膜层。研究了添加剂铵盐的浓度和时间变化对黑色膜层的影响。研究表明:硅酸钠浓度为60g/L、铵盐浓度为6.5g/L、电压为550V、氧化时间为9min的条件下,膜层厚度为38mm,呈黑色。膜层扫描电镜(SEM)显示:表面有很多微孔且它们互不相通,微孔呈火山口状堆积分布。能谱分析(EDS)显示:其主要成分为O、Si、Al、V,其中Si、Al主要以氧化物形式存在,V在氧化膜表面以一定的形式出现,最终表面颜色为黑色。     

纳米结构CoNiCrAlY粉末的制备及其氧化行为

利用行星球磨技术制备了纳米结构CoNiCrAlY粉末,采用XRD,SEM等方法对传统结构粉末和纳米结构粉末在1 000℃时的氧化行为进行了研究.结果表明,行星球磨技术能制备出纳米结构粉末,球磨30h后,粉末的平均晶粒尺寸为11.2nm.纳米结构提高了CorANiClY粉末的抗氧化性能,在1 000℃恒温静态氧化100h的过程中,纳米结构粉末只生成α-Al2O3氧化膜,而传统结构粉末除α-Al2O3外还生成了尖晶石氧化物和少量θ-Al2O3.     

仲钨酸铵对Ag-Sn合金粉末的氧化作用

本文采用氧化增重法(TGA),研究了添加少量仲钨酸铵(APT)对Ag-Sn合金粉末的氧化作用,用X射线衍射仪、电子探针和金相观察分析了粉末氧化前后相的转变、氧化物的分布、形貌。结果表明,Ag-Sn APT混合粉末的氧化规律服从Wagner理论;APT的分解产物及形成的新相Ag_2WO_4作为活性氧原子源,促进Sn的氧化;添加剂APT在0～2.26wt-％成分范围内和相同温度、相同氧化时间条件下,氧化速率随添加量增加而加快;随氧化温度的提高,氧化速率加大,如在800℃下的氧化速率大于700℃下的氧化速率。     

不锈钢热浸镀铝抗高温氧化腐蚀性能的研究

:钢材经热浸镀铝后 ,具有了良好的抗高温氧化腐蚀性能。为进一步提高 1Cr18Ni9Ti、1Cr13不锈钢的高温使用性能 ,本文对两种材料进行了热浸镀稀土铝合金处理和抗高温氧化性能的试验。高温氧化试验结果表明 ,1Cr18Ni9Ti、1Cr13不锈钢经热浸镀铝处理后抗高温氧化腐蚀性能明显提高 ,这主要取决于合金层中Al-Fe金属间化合物在高温氧化中的变化。 90 0℃氧化 5 0 0h ,1Cr18Ni9Ti钢浸镀件形成致密的α -Al2 O3氧化膜和 β -NiAl相层 ;1Cr13钢浸镀件形成Al2 O3氧化膜及Cr2 O3氧化物。研究表明 ,不锈钢中Cr、Ni元素对提高抗高温氧化性具有重要的影响作用。     

三相Cu-30Ni-20Cr合金在纯氧气中氧化行为研究

研究了Cu-30Ni-20Cr合金在700~900℃、0.1 MPa纯氧气中氧化行为.结果表明:合金由三相组成,合金基体由富Cu贫Cr的α相组成,β相以网状物的形式分散在α相中,而γ相以孤立的较小颗粒形式出现,有些分散在β相中,有些则分散在α相中.合金的氧化动力学偏离抛物线规律,其瞬时抛物线速率常数随时间而降低,降低幅度大于相应的按抛物线规律变化幅度.合金内部形成了合金和氧化物共存的混合内氧化,β相周围被一薄的Cr2O3层包围,Cr2O3不断扩展,最终形成了网状连续的Cr2O3层,阻止了合金进一步氧化.