Ti60高温钛合金氧化行为研究

研究Ti60高温钛合金在600～750 ℃范围内的氧化行为.氧化增重试验及XRD、SEM分析结果表明,Ti60合金在600～750 ℃范围内氧化0～100 h条件下,由Wagner的氧化经验公式计算得氧化指数n在1～2之间,氧化激活能为256 kJ/mol,氧化符合线性-抛物线混合规律.在600 ℃氧化100 h及750 ℃氧化10 h,氧化产物为TiO2,经750 ℃、100 h长时间氧化后,表面有少量Al2O3生成,氧化物优先沿原始β晶界形核.氧除了会在试样表面形成氧化层外,还会向基体中扩散形成脆性富氧层,从而影响合金力学性能.随着氧化温度的升高和时间的延长,富氧层厚度增厚.     

涂层对Ti60合金高温氧化性能及力学性能的影响

研究了四种涂层对Ｔｉ６０合金高温氧化性能及热暴露后力学性能的影响。在７００－８００℃下,溅射纯Ａｌ,Ｔｉ－３６Ａｌ,Ｎｉ－１６Ｃｒ０２．５Ａｌ（均为质量分数,％）和反应溅射Ａｌ２Ｏ３涂层大大降低了Ｔｉ６０合金的氧化速率。综合考虑涂层的抗氧化性能及涂层基材的相容性,７００℃时,Ａｌ２Ｏ３涂层的效果较好;而８００℃时,ＴｉＡｌ支的效果较好,四种涂层不同程度地提高了Ｔｉ６０合金热暴露后（６００℃,１００     

Ti600合金的高温氧化行为研究

研究了Ti600合金在600~750℃下的高温氧化行为。采用连续氧化增重的方法及氧化速度常数、氧化活度等理论计算了合金氧化的热力学和动力学规律;用XRD、SEM、EDS等手段研究保护膜的表面相结构和表面形貌以及截面元素分布。结果表明:Ti600合金在700℃以下均有较好的抗氧化性能,其连续氧化动力学曲线基本符合抛物线规律;在750℃,氧化较严重,其连续氧化动力学曲线近似符合抛物线-直线规律。氧化层由金红石型的TiO2氧化物和少量的Al2O3组成。Al2O3能阻止氧的渗入,降低氧化速度。     

超细搪瓷涂层对Ti60合金氧化及力学性能的影响

研究了超细特种搪瓷涂层对Ti60合金在800℃恒温氧化性能的影响,通过拉伸实验评价了涂层对氧向合金中扩散的阻挡效果．实验结果表明,搪瓷涂层由于具有高的热化学稳定性及与基体钛合金相近的热膨胀系数,能显著地提高Ti60合金在800℃的恒温氧化性能,同时,由稳定氧化物组成的搪瓷涂层具有致密性及均匀性的特点,能够有效阻止氧向合金中的扩散．搪瓷釉通过超细化后,可以显著降低涂层烧成温度．     

(Ti,Al)N梯度涂层高温氧化表面形貌分析

利用MIP-8-800型电弧离子镀设备，在发动机压气机叶片材料1Cr11Ni2W2MoV不锈钢表面沉积了(Ti1-xAlx)N梯度纳米涂层。对其进行了700℃不同何温时间高温氧化性能实验。采用XL-30FEG型扫描电子显微镜对氧化后的涂层表面进行了观察分析。观察结果表明，(Ti1-xAlx)N梯度纳米涂层中，当x≥0．25时，所形成的A12O3氧化层是致密完整连续的，具有良好的抗高温氧化性能。     

水蒸气对Fe-Cr-Ni合金在800℃时的氧化膜形貌的影响

研究了水蒸气对Fe-13%Cr-5%Ni合金在800℃下的氧化膜形貌的影响。用光学显微镜、扫描电子显微镜观察了氧化膜的截面及表面形貌,用XRD分析了氧化膜的物相组成。结果表明,干燥气氛下形成的氧化膜表面呈鳞片状,截面为单层结构,其物相组成为Fe2O3和Cr2O3;富含水蒸气的气氛下形成的氧化膜表面则有大量粗糙的凸起,截面为复合层结构,外层有大量孔洞,其物相组成为Fe2O3,内层较为致密,其物相组成为FeCr2O4。     

高温钛合金Ti60线性摩擦焊接头形貌特征及接头性能分析

对高温钛合金Ti60进行了线性摩擦焊接工艺研究,并对接头进行了退火处理,对比分析了退火前后接头形貌的微观组织变化,结合焊接参数的影响,分析了接头力学性能以及焊接能量输入对接头性能的影响.研究结果表明,接头强度可以达到与母材等强,但是塑性指标较低;焊接参数振幅时能量输入影响最大.焊后热处理能促使焊缝晶粒细化并均匀分布,但对热影响区和母材的组织影响不大.     

Al60Mn13Ti25V2金属间化合物的高温氧化行为研究

研究了不同热处理后的Al60Mn13Ti25V2合金的高温氧化行为.结果表明：在1000℃下,单纯均匀化热处理合金和热等静压+均匀化热处理的合金均具有良好的恒温氧化性能;而在900℃和1000℃条件下,热等静压+均匀化热处理合金的循环氧化性能明显优于单纯均匀化热处理合金的循环氧化性能.其原因为热等静压处理有助于消除合金内部微孔等缺陷,使合金组织的均匀化得到改善,降低氧化膜的热应力对循环氧化的影响.     

镍基高温合金Al-Si渗层高温氧化表面形貌分析

采用无机盐料浆法在镍基高温合金表面制备了Al-Si渗层.依据GB/T13303-91<钢的抗高温氧化性能测定方法>标准,用静态增重的试验方法,对制备了Al-Si渗层和未制备渗层的镍基高温合金进行了1 000℃恒温抗氧化性能试验.利用带能谱分析的扫描电镜(SEM/EDX)进行了渗层表面形貌观察和成分测试并用XRD-6000对氧化后的渗层进行相组成分析.研究结果表明:制备了Al-Si渗层的镍基高温合金在高温氧化过程中,渗层表面已转变成致密完整的α-Al2O3氧化膜,且渗层与基体合金的附着性良好,其抗高温氧化性能明显优于未制备渗层的镍基高温合金.     

铸造镍基高温合金K35的高温氧化行为

测定了铸造镍基高温合金K35在850-1000℃温度范围内的氧化动力学曲线；并计算出其氧化激活能Qp1=274kJ／mol，Qp2=315kJ／mo1．其氧化动力学曲线都符合抛物线规律．900℃以下，K35合金属于完全抗氧化级；900-1000℃为抗氧化级．X射线衍射、扫描电镜和能谱分析表明，K35合金的氧化膜分为3个区域：外层是性质疏松的Ti及Cr氧化物混合层，并含有少量尖晶石Nicr2O4与NiAl2O4；中间层是性质致密的Cr2O3氧化层；内层(过渡层)是A12O3．     

Ti65合金磷酸盐涂层抗高温氧化性能研究

目的通过表面涂层提高高温钛合金Ti65的抗高温氧化性能。方法采用喷涂法在Ti65合金基体上制备以磷酸铝为粘结剂、Al和Al/SiC为填料的两种磷酸盐抗高温氧化复合涂层。研究Ti65合金和涂层样品在650℃准等温、静态空气条件下的氧化动力学行为。用XRD和SEM/EDS分别对涂层样品氧化前后的物相组成、组织形貌和微区成分进行表征分析;用电子探针(EPMA)分析涂层样品的元素分布情况。结果650℃抗高温氧化实验结果表明,磷酸盐涂层样品的准等温氧化动力学曲线均符合抛物线规律,两种涂层样品的抛物线氧化速率常数kp分别为3.922×10^-2、1.768×10^-2 mg/(cm^2·h^1/2)和2.48×10^-2、3.385×10^-4 mg/(cm^2·h^1/2),均小于Ti65合金,氧化增重显著降低。以Al/SiC为填料的磷酸铝涂层的抗氧化性能最好,氧化1000 h,质量增加0.20 mg/cm^2,约为Ti65基体氧化增重(1.13 mg/cm^2)的1/6。微观分析结果表明,两种磷酸盐涂层样品在650℃准等温氧化后,涂层与基体形成扩散层,生成TiAl3金属间化合物,涂层表面均保持完好,没有裂纹和孔隙,有效阻止了氧元素向Ti65基体的扩散,保护基体不受氧化。结论磷酸盐涂层能有效阻止650℃温度下氧向Ti65合金基体的扩散,具有优异的抗高温氧化性能。     

钛合金表面微弧氧化膜及抗氧化性能的研究

利用微弧氧化技术，通过增加涂层致密性的方法及选择合适的放电电压，在钛合金表面制备出致密的、与基体结合优良的微弧氧化膜。微弧氧化膜分为3层：过渡层、致密层和疏松层。XRD分析表明，微弧氧化膜主要由Al2TiO5和Al2SiO5组成。在700℃循环氧化100h后，经微弧氧化处理的钛合金的氧化增重量为2．08mg／cm^2，低于未经微弧氧化处理的钛合金的增重量（20mg／cm^2），因而微弧氧化能有效地提高钛合金的抗高温氧化性能。     

形状记忆合金Ti44Ni47Nb9的抗高温氧化性能

采用恒温氧化法，结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等手段，研究了Ti44Ni47Nb9形状记忆合金(SMA)的抗高温氧化性能．结果表明，Ti44Ni47Nb9合金在450℃下轻微氧化；600—800℃高温下氧化增重曲线符合抛物线规律，氧化膜外层主要是金红石型TiO2，中间为富Nb层，内层为富Ni的Ni3Ti层．研究表明，Ti44Ni47Nb9合金中的Nb元素减少了TiO2中的氧空位，形成的富Nb阻挡层，能有效地抑制Ti元素的外扩散，同时也阻挡了氧的内扩散，降低了氧的固溶度，从而抑制了Ni3Ti层中Ni元素的进一步氧化，提高了合金的抗高温氧化性能．     

Ti14合金半固态下的氧化行为研究

半固态氧化温度升高，氧化增重急剧增加。Ti14合金经半固态氧化后，氧化皮仅为TiO2，不存在任何形式的Cu的氧化物，这是Cu的氧化物挥发的结果。1050℃后，因为CuO的挥发，导致增重有降低的现象。Ti14合金半固态氧化后，氧化层分为3个层次，最外层为疏松的TiO2(在1100℃以上时已经基本脱落)；次外层为比较致密的TiO2和Al2O3，该层以Al2O3为主；再次层由较疏松的TiO2及Cu的氧化物组成，该层中以TiO2为主。Ti14合金半固态氧化后，因为低熔点相Ti2Cu的存在，熔化晶界成为氧向基体扩散的优先通道。半固态下钛合金不具有任何抵抗氧化的能力。     

热处理工艺对Ti60合金持久性能的影响

将α+β两相区变形的Ti60合金锻件分别在950、995、1 015℃进行固溶处理,研究了固溶温度和冷却方式对Ti60合金微观组织及持久性能的影响。结果表明:Ti60合金的显微组织和持久性能受固溶温度和冷却方式的双重影响。950℃固溶处理,冷却方式对合金组织的影响较小,空冷试样的持久性能略低于油冷试样。995℃和1 015℃固溶处理,随温度的升高组织中的初生α相含量降低,空冷组织中的初生α相尺寸略大于油冷组织;在实验温度范围内,Ti60合金的持久性能随固溶温度的升高而升高,且在相同固溶温度下,空冷试样在600℃、340 MPa下的持久寿命明显高于油冷试样。次生α相的含量和α板条/α集束的尺寸是影响Ti60合金持久寿命的重要因素,合金的持久寿命与二者成正相关。     

Ti2AINb基合金多弧离子镀铝层的抗高温抗氧化性能研究

利用多弧离子镀技术在Ti2 AlNb基合金表面制备镀铝层。采用SEM、EDS和XRD分析了膜层的显微组织、化学成分及其相组成,研究了镀铝层的850℃高温抗氧化性能。结果表明：Ti2 AlNb基合金的镀铝层是均匀、致密的,经850℃高温氧化100 h后,表面氧化层主要是Al2 O3,次表层是TiAl3、TiNb4,镀铝有效地提高了Ti2 AlNb基合金的高温抗氧化性能。     

Ti14钛合金半固态氧化和变形行为研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机研究了Ti14阻燃钛合金在990℃以上半固态条件下的氧化和变形行为，利用金相显微镜观察变形前后及氧化的微观组织形貌，采用X射线衍射(XRD)仪分析氧化层的组成，利用线扫描分析氧化层中元素分布。结果表明，半固态氧化温度升高，氧化增重急剧增加，表面氧化层中只存在Ti的氧化物，不存在Cu的氧化物，表面形成5层氧化层结构，熔融的晶界是氧向基体内扩散的优先通道；Ti14合金半固态变形中，晶界、晶内的Ti2Cu相熔融长大，形成宽化的晶界和网格状结构。     

镁对新型合金镀层金属液抗高温氧化性能的影响

通过对新型合金镀层金属液(以下称合金液)氧化试验后宏观状态、微观形貌观察,结合X射线衍射(XRD)及能谱分析,研究分析了镁对该合金液氧化行为的影响。结果表明:镁对该合金液的氧化行为影响显著,铝含量一定时,随着镁含量增加,合金液的抗高温氧化性能明显变差,且氧化层呈规律性增加,超过一定含量后严重影响镀层表面质量。