Ni-Cr-Mo-Cu合金的高温氧化特性

运用静态等温氧化法研究了自制Ni-Cr-Mo-Cu耐蚀合金在600、800、1 000℃下的氧化特性,采用X射线衍射对氧化层进行了相的分析,并用电子显微镜对氧化层形貌进行观察.结果表明,Ni-Cr-Mo-Cu耐蚀合金氧化时先发生选择性氧化生成Cr2O3,随后发生分层氧化生成NiO和NiCr2O4,在高温长时间下Ni-Cr-Mo-Cu耐蚀合金表现出较不锈钢更为优越的抗氧化性能.     

SPAH钢的高温氧化行为

SPAH钢在热轧过程中氧化不仅会影响到产品的表面质量还会影响到材料的收得率.在热轧温度范围733～1 333 K,对该钢进行了热轧试验,利用扫描电子显微镜、能谱分析和X射线衍射等方式研究了其高温氧化行为.研究表明,当温度低于833 K时,钢的高温氧化非常轻微.在钢的温度低于1 133 K时,其表面氧化膜均比较致密.如果温度超过1 133 K,所形成的氧化膜松而脆,而且此时随着温度的升高,表面氧化速率显著增加.进一步数值分析表明,提高轧制过程中的冷却速率或提高轧制速度可以减少表面氧化.     

镧对铸造镍基高温合金耐蚀性能的影响

本文研究了La对GBC-12合金在1030℃下抗高温氧化以及抗熔融玻璃腐蚀的影响。结果表明:La改善了氧化膜及腐蚀膜与基体金属的粘结性,促进了Cr的扩散,有利于CrO_3保护膜的形成,从而提高了该合金在1030℃时抗高温氧化和抗熔融玻璃腐蚀的能力。     

N含量对高锰奥氏体TWIP钢高温氧化行为的影响

通过恒温氧化增重实验和扫描电镜观察及XRD分析,研究了N含量对高锰奥氏体孪晶诱发塑性(TWIP)钢的高温氧化动力学过程及氧化产物的影响。结果表明:随着钢中N含量的增大,高锰奥氏体TWIP钢在高温氧化时形成的氧化层致密度提高,减少了氧化层两侧原子的扩散通道,阻碍了氧化反应的进行,可有效提高其耐高温氧化性。另外,N含量对氧化层的相组成也具有显著的影响。     

渗铝钢高温氧化动力学研究

本文研究了钢经渗铝后高温氧化时的动力学行为并与未渗铝Ａ３，１Ｇ１８ＮｉＧＴｉ不锈钢进行对比。钢渗铝后可大大提高抗温度氧化能力。在高温氧化过程中，渗铝钢表面铝浓度随氧化时间的增长而降低，这种变化可用方程式来表达。经实验测定所得数据与计算所得数值偏差很小。     

钴基高温合金GH5605的恒温氧化行为研究

通过采用现代分析手段OM、XRD及SEM/EDX,研究了钴基高温合金GH5605的高温静态空气氧化行为。得到了该合金的氧化动力学曲线、氧化膜形貌及其相组成,评价了合金的抗氧化性能并分析了合金氧化机理。结果表明:钴基高温合金GH5605在750~950℃时氧化动力学遵循抛物线规律,生成的氧化膜以Cr203为主,无氧化膜剥落;合金氧化过程中无内氧化现象发生;该合金可满足1 100℃以下高温使用要求。     

Inconel718合金高温氧化行为

为探究电渣重熔冶炼Inconel718合金过程中电极氧化机理,研究了Inconel718合金在1 150℃下的高温氧化行为。结果表明,在1 150℃下,Inconel718合金氧化动力学曲线遵循线性关系。在高温氧化期间,Cr和Ni等合金元素会快速氧化形成富Ni和Fe及Cr的Cr_2O_3、Fe_2O_3、3Cr_2O_3·Fe_2O_3和含Ni的尖晶石Cr_2O_3·NiO。随着氧化时间的增加,Ti元素发生氧化形成TiO_2,Ti元素向外扩散的同时在氧化层间形成孔隙,加速氧元素向基体内部扩散,进而加速了其他合金元素的氧化。     

高硅铝合金材料高温充氧氧化工艺

针对应用广泛的高硅铝合金电子封装材料,采用高温充氧氧化工艺,对已挤压成形的Al-30Si及Al-40Si高硅铝合金材料进行后续处理,通过扫描电镜、金相显微镜、热物性测试仪及电子万能拉伸试验机等,对材料显微组织、密度、气密性、热膨胀系数、热导率及抗压强度进行了分析比较。研究结果表明:高温充氧氧化后材料晶粒长大,Si含量高的材料长大更为明显,并存在Si颗粒偏聚现象;高温氧化后材料致密度增加,气密性提高;氧化后Al-30Si材料热膨胀系数略有增加,而充氧氧化对Al-40Si材料的热膨胀系数的影响不明显,但可提高材料热导率,Al-30Si与Al-40Si材料热导率分别提高16.4%和23.5%;高温氧化工艺显著降低材料抗压强度,Al-30Si与Al-40Si材料经氧化后抗压强度分别下降26.8%和20.5%。     

热浸镀铝钢的合金层抗高温氧化机理

研究了热浸镀纯铝和铝－硅合金的钢板在５００￣１１００℃,５０ｈ氧化试验期间抗高温氧化行为,借助电子探针显微分析仪和Ｘ射线衍射仪研究了合金层的组织结构,结果表明,镀铝钢的氧化动力学曲线符合抛物线规律;纯铝镀层的抗高温氧化性优于铝－硅合金镀层;后者在高温氧化过程中形成Ｆｅ３Ｓｉ隔层相,降低了镀铝钢的抗高温氧化性。     

Cr含量对高锰奥氏体TWIP钢高温氧化行为的影响

通过恒温氧化增重实验和扫描电镜观察及XRD分析,研究了Cr含量对高锰奥氏体孪晶诱发塑性(TWIP)钢在700℃氧化8 h的高温氧化动力学过程及氧化产物的影响.结果表明:随着Cr含量的提高,高锰奥氏体TWIP钢的抗氧化能力增强;当Cr的质量分数为1.13%时,经过在700℃下8 h的高温氧化,样品单位面积的氧化增重为30μg/mm2;而当Cr的质量分数增加到3.95%时,单位面积的氧化增重降低至3μg/mm2.随着Cr含量的增加,高锰奥氏体TWIP钢氧化层的致密度提高,氧化产物的构成也具有明显的差异.     

不同氧化条件下 Cr35 Ni45 Nb合金组织特征及其与持久寿命的关系

以Cr35Ni45Nb合金为研究对象,进行不同气氛条件下高温时效及高温持久试验,并结合扫描电镜及定量电子探针对样品表面及横截面的观察分析,系统研究不同氧化条件下Cr35Ni45Nb合金组织演变与持久寿命的关系。结果表明：随着处理时间的延长,管材边缘及内部组织均逐渐发生变化。氧化序列体现为先是在样品边界不同地点形成不连续的氧化膜,随后氧化膜连成一体形成连续氧化膜,同时贫化区也逐渐形成;由于温度波动,氧化膜破裂脱落,而在氧分压较高的时效环境中,氧化膜得不到及时修复,使得贫化区晶界中出现内氧化。此外,在空气中氧化与在真空充氩气石英管中持久试验结果表明,较薄的连续氧化膜有助于提高合金的蠕变性能,而随着高温时效时间的延长,边界贫化区逐渐形成,氧化膜破裂及内氧化的发生,使得合金的蠕变性能逐渐弱化。     

High-temperature oxidation resistance of ceramic coatings on titanium alloy by micro-arc oxidation in aluminate solution

Ceramic coatings with aluminum titanuate (Al₂TiO₅) were prepared on Ti–6Al–4V alloy using pulsed bi-polar Micro-arc Oxidation (MAO). The micromorphology and phase composition of the micro-arc-oxidition ceramic coatings on the titanium alloy were characterized by X-ray powder diffraction (XRD), and scanning electron microscopy (SEM) respectively. The results revealed that the distinct discharge channels and pores on the surface of the micro-arc-oxidition coatings appeared, and these channels were connected in the molten state. The electrolyte concentration was inversely proportional to the coating hardness; additionally, the coating prepared with sodium aluminate and sodium hypophosphite concentrations of 4 ?g/L and 0.5 ?g/L, respectively, was the most refined after high-temperature sintering, and it was demonstrated to better prevent oxidation. Increasing the electrolyte concentration coincided with fluctuating coating thermal shock resistance. The thermal shock resistance of the coating respectively prepared with sodium aluminate, and the sodium hypophosphite concentrations of 4 ?g/L and 0.5 ?g/L was the highest. Additionally, the high-concentration coatings performed significantly better than the low-concentration coatings. The oxidation resistance of the coating samples was also significantly higher than that of the TC4 titanium alloy substrate. The adhesion strength between the coatings and the substrate with and without the sealing treatment was measured by tensile tests. Then, the high-temperature oxidation performance of the coating samples with and without the sealing treatment was investigated by conducting a high-temperature oxidation experiment at a calcinating temperature of 500 ?°C. The results indicate that the adhesion strength between the coatings and substrate was high for the as-prepared and sealed micro-arc oxidation samples regardless of whether they were calcined. The high-temperature oxidation mass increase curves for the sealed and unsealed coating samples calcined at 500 ?°C for 500 ?h revealed that the high-temperature-oxidation-induced mass increase of the coating samples sealed with a sodium silicate solution was much lower than that of the titanium alloy substrate. Thus, the sealing treatment significantly improved the high-temperature oxidation resistance of the TC4 titanium alloy. Lastly, the high-temperature oxidation behavior at 500 ?°C was analyzed and discussed.     

铸造Fe_3Al合金的高温抗氧化性能研究与应用

通过对铸造Fe3Al合金在800～900℃温度范围内的抗氧化性能研究,表明铸造Fe3Al合金在高温氧化过程中表面形成了致密的氧化层,具有优良的抗氧化性能。采用铸造Fe3Al合金制备的几种产品的使用效果良好,说明在一定条件下替代Cr Ni系耐热钢是可行的。     

空气中Al6061氧化过程红外发射率特性研究

基于自主搭建的材料光谱发射率测量装置,分别对铝合金6061在5个温度点(623K、673K、723K、773K、823K)测量氧化前后的发射率,分析了温度、波长、氧化时间、粗糙度对铝合金样品发射率的影响.实验结果表明:铝合金6061的发射率随波长的增加而降低,随温度的升高而增大,温度对发射率的影响程度在不同波长下是不同的.表面氧化会增加样品表面的粗糙度,从而造成发射率数值增加,氧化效应对发射率的影响程度在不同温度、波长下是不同的,氧化效应可使发射率最大增加0.05(723K时).温度为823K时,发射率随氧化时间的变化可用抛物线模型很好地拟合.     

CrN/Cr涂层对Ti22Al26Nb合金的高温防护研究

采用电弧离子镀技术在O相Ti22Al26Nb合金表面镀覆CrN以及CrN/Cr涂层并研究了其在800和900℃空气中的等温氧化行为,结果显示O相钛合金表面施加单一的CrN涂层后,涂层表面在氧化时形成了保护性的氧化膜Cr2O3层,因此合金受到了良好的高温防护,但是涂层和基体合金之间发生了明显的互扩散;在CrN涂层和钛合金基体之间施加纯Cr扩散障层后形成的CrN/Cr涂层,其表面除了象单一CrN涂层那样氧化后形成了一层连续、致密、结合良好的保护性氧化膜Cr2O3层外,还能有效的抑制涂层与基体合金之间的互扩散,此外扩散障Cr层的存在使得靠近其基体的晶粒也出现了长大现象。     

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.     

深冷处理对Inconel 617合金组织和力学性能的影响

深冷处理方法由于操作简单,价格低廉且对材料性能改善明显目前被广泛应用.采用深冷处理方法对Inconel 617合金进行了不同处理时间和次数条件下的试验.利用扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)分析了Inconel 617合金的微观组织结构,采用万能拉力试验机进行了室温下的拉伸试验.结果表明:深冷处理后Inconel 617合金的晶粒尺寸得到了细化.单次深冷处理12、24 h后合金的小角度晶界分数增大,这有助于合金拉伸强度和塑性的提高.但是深冷处理后合金中析出了大量的碳化物,降低了其强度.     

Te对Ni-Cr合金高温抗氧化性能的影响

采用粉末冶金方法制备含Te的Ni-Cr合金试样.在800士5℃高温进行抗氧化实验.通过氧化动力学曲线分析、氧化皮金相组织和断面形貌观察、X-ray分析表明:Te的加入在合金内部形成新相Cr2TeO4和Fe3TeO,提高合金材料氧化皮的粘附性.并且有效抑制Cr2O3的挥发反应,从而改善Cr2O3氧化层的致密性.     

应力状态对AZ31镁合金最佳成形温度的影响

在20～250℃温度范围内,对AZ31镁合金薄板进行了单向拉伸、筒形件拉深以及胀形试验,并用金相显微镜观察了试验后试件的显微组织。分析了AZ31镁合金在不同工艺所对应的应力状态下塑性变形特点及其最佳成形温度。结果表明,变形过程中所受应力状态对AZ31镁合金最佳成形温度的影响很大,AZ31镁合金在成形过程中受单向拉应力时,其总延伸率随成形温度的升高而增加;应力状态主要为压应力时,最佳成形温度应在tr=1以下;而应力状态主要为双向拉应力时,其最佳成形温度应在tr=1以上。     

Fe-C合金动态拉伸力学性能温度和应变率效应分子动力学

爆炸冲击荷载作用下温度和应变率对钢材动态力学性能的影响一直备受关注。Fe-C合金体系是钢材的基本组成部分,本文以Fe-C合金为基本研究对象,采用分子动力学方法模拟九种温度和四种应变率条件下Fe-C合金的单轴动态拉伸过程。结果表明：在所研究的温度和应变率范围内,Fe-C合金弹性模量对于应变率变化不敏感,对于温度变化非常敏感,随着温度的升高,弹性模量明显减小;相同温度条件下,屈服强度和峰值应变随应变率的增大而增大;相同应变率条件下,屈服强度和峰值应变随温度的升高而减小;温度和应变率对屈服强度的影响不具有相关性。基于分子动力学模拟,建立的纳米尺度下Fe-C合金动态拉伸力学性能计算公式能反映温度和应变率效应的共同影响,为钢材在爆炸冲击作用下动态拉伸力学性能描述提供依据。