石墨含量对镍基高温合金在900°C氧化行为的影响(英文)

采用粉末冶金方法制备不同石墨含量(0%、3%、6%)的镍基高温合金,研究合金材料在900℃和100h下的恒温氧化行为,用扫描电镜和X射线衍射对其氧化表面形貌和成分进行观察和分析。结果表明:石墨含量较低(0%,3%)时,镍基合金氧化动力学符合抛物线规律,表面氧化膜无剥落;石墨含量为0%的合金氧化膜由Cr2O3和NiCr2O4组成,石墨含量为3%的合金氧化膜由Cr2O3组成,当石墨含量增加到6%时,大量石墨的氧化分解导致合金初始氧化严重,石墨分解后的孔洞加速氧化反应过程。根据氧化膜的组成分析了合金的氧化机制。     

石墨含量对镍基高温合金在900 ℃氧化行为的影响

采用粉末冶金方法制各不同石墨含量(0%、3%、6%)的镍基高温合金,研究合金材料在900℃和100 h下的恒温氧化行为,用扫描电镜和X射线衍射对其氧化表面形貌和成分进行观察和分析.结果表明:石墨含量较低(0%,3%)时,镍基合金氧化动力学符合抛物线规律,表面氧化膜无剥落;石墨含量为0%的合金氧化膜由Cr2O3和NiCr2O4组成,石墨含量为3%的合金氧化膜由Cr2O3组成,当石墨含量增加到6%时,大量石墨的氧化分解导致合金初始氧化严重,石墨分解后的孔洞加速氧化反应过程.根据氧化膜的组成分析了合金的氧化机制.     

新型镍基高温合金在950℃和1000℃的氧化行为

利用热重分析法、XRD和SEM(EDX)研究了1种新型镍基高温合金在950℃和1000℃的高温氧化行为。合金在950℃氧化时，氧化增重遵循抛物线规律，表面氧化膜无剥落，在1000℃氧化时表面氧化膜出现剥落，仍近似遵循抛物线规律。氧化膜由Cr2O3，Ni，Co)Cr2O4，TiO2，SiO2和Al2O3组成，并有内氧化现象发生。合金在1000℃的氧化速度比在950℃时约高出1个数量级。根据氧化膜的组成进一步分析了合金的氧化机理。     

铁基高温金恒温氧化行为研究

采用OM,XRD及SEM/EDX研究了铁基高温合金GH 1140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其氧化机理.结果表明:铁基高温合金GH1140在750～900℃时氧化动力学遵循抛物线规律,无氧化膜剥落;在950℃氧化时氧化动力学近似遵从直线规律,且有少量氧化膜剥落;合金氧化过程中有内氧化现象发生,生成的氧化膜以Cr2O3为主;该合金可满足850℃以下高温使用要求.     

新型Co-Al-W合金高温氧化行为研究

研究了γ′-Co3(Al,W)相沉淀强化的新型钴基高温合金,Co-Al-W抗高温氧化性能。利用SEM、EPMA、XRD等方法研究了新型Co-Al-W合金在800℃和900℃空气中静态氧化增重动力学和抗高温氧化机理,并与镍基高温合金Manaurite900相比较。研究发现,在800℃氧化时,9.8W合金抗氧化能力最强,但在900℃时,9.8W和7.5W合金的增重最大,Manaurite900和10.7W的抗氧化能力最好。合金在2种温度下氧化后,表面氧化膜主要由三层构成,即Co氧化物Co3O4组成的氧化膜最外层,Co、Al、W复杂氧化物组成的中间过渡层及Al和Co氧化物组成的氧化膜最内层。     

钴基高温合金的循环氧化行为研究

研究了钴基高温合金K40S在950℃和1000℃的循环氧化行为。发现合金在950℃400h以内的抗循环氧化性能较好，合金在1000℃氧化50h以后因为表面氧化膜剥落开始出现失重现象。在1000℃循环氧化初期的产物主要为Cr2O3，其次为CoCr2O4和少量的CoO,400h以后，Cr2O3基本剥落，合金表面由于Cr的损耗又生成Cr2WO6、NiCr2O4以及挥发性的WO3氧化产物。添加Si和Mn元素使K40S合金抗循环氧化性能明显地比不含Si和Mn元素的DZ40M钴基高温合金优越。     

Si对625合金激光熔覆层高温氧化特性的影响

利用循环氧化法,研究了不同Si含量（0%,1%,3%,质量分数）的625合金熔覆层在700、800、900 ℃下氧化144 h后的高温氧化行为。用XRD分析了氧化物相。通过SEM/EDS研究了氧化物表面和截面的形貌、元素组成和氧化膜的厚度。结果表明,不同温度下试样的氧化动力学都保持抛物线规律,随着温度的升高,氧化增重逐渐增加。通过观察,在900 ℃时,0% Si含量的625合金熔覆层出现了氧化膜大面积剥落的情况,3% Si含量的合金熔覆层氧化膜保持完整。在700 ℃时,随着Si含量增加,氧化膜表面的氧化颗粒尺寸减小且更加致密,同时促进了Cr₂O₃氧化物的生成。在700 ℃下,0 % Si含量的试样出现了大片的内氧化区域;1% Si含量的试样基体部分出现了2处条状的含Ni,Cr,Mo的氧化物相区;而3% Si含量的试样氧化后由于生成了富Si的内氧化层,这阻止了内氧化的发生。外层Cr₂O₃氧化膜和内层SiO₂的联合作用既阻止了O阴离子的渗入也抑制了Fe等金属离子的扩散,提高了合金熔覆层的抗氧化性。     

NiCrAIY涂层对Ni基高温合金K17抗氧化性能的影响

采用电弧离子镀技术在铸造Ni基高温合金K17上沉积NiCrAlY涂层,测定了K17合金和NiCrAlY涂层在900℃～1100℃的氧化动力学曲线.实验结果表明:K17合金和NiCrAlY涂层在不同温度静态空气中氧化动力学曲线基本符合抛物线规律.900℃和1000℃时,K17合金上沉积NiCrAlY涂层后,明显改善了合金的抗氧化性.1100℃时,涂层的保护作用不如900℃和1000℃.900℃氧化时,NiCrAlY涂层氧化膜由α-A12O3和Cr2O3组成;1000℃氧化时,氧化初期,NiO、Cr2O3和A12O3 3种氧化物同时生成.随着氧化的进行,不仅氧化膜增厚,而且发生较复杂的反应,氧化膜的相组成发生变化.随着氧化温度升高,涂层和基体之间元素扩散加剧,Ti从基体扩散到涂层表面形成氧化物是导致涂层抗氧化性降低的原因之一.氧化膜从涂层上剥落下来,也导致了涂层抗氧化能力降低.     

一种含铝奥氏体不锈钢的高温氧化行为

采用称量法研究了新型Cr21Ni35NbAl合金分别在700 ℃、800 ℃和900 ℃空气中的静态氧化行为,并绘制其高温氧化动力学质量增加曲线。结合X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及能谱分析（EDS）对高温氧化膜层的形貌及结构进行表征。结果表明：新合金的高温氧化动力学质量增加曲线遵循抛物线规律,700 ℃氧化膜主要为(Fe0.6Cr0.4)2O3和少量Al2O3;800 ℃氧化膜较为复杂,主要为Al2O3、(Al0.9Cr0.1)2O3和少量Fe(Cr, Al)2O4;900 ℃时氧化膜主要为Al2O3和少量(Al0.9Cr0.1)2O3。     

NiCrAlY涂层对Ni基高温合金K17抗氧化性能的影响

采用电弧离子镀技术在铸造Ni基高温合金K17上沉积NiCrA1Y涂层，测定了K17合金和NiCrAlY涂层在900℃-1100℃的氧化动力学曲线。实验结果表明：K17合金和NiCrAlY涂层在不同温度静态空气中氧化动力学曲线基本符合抛物线规律。900℃和1000℃时，K17合金上沉积NiCrAlY涂层后，明显改善了合金的抗氧化性。1100℃时，涂层的保护作用不如900℃和1000℃，900℃氧化时，NiCrAlY涂层氧化膜由α-Al2O3和Cr2O3的组成；1000℃氧化时，氧化初期，NiO,Cr2O3和Al2O3 3种氧化物同时生成。随着氧化的进行，不仅氧化膜增厚，而且发生较复杂的反应，氧化膜的相组成发生变化。随着氧化温度升高，涂层和基体之间元素扩散加剧，Ti从基体扩散到涂层表面形成氧化物是导致涂层抗氧化降低的原因。氧化膜从涂层上剥落下来，也导致了涂层抗氧化能力降低。     

Ni_3Al基合金的初期氧化速率

用感量为２μｇ的Ｓｅｔａｒａｍ热天平研究了Ｎｉ３Ａｌ及Ｎｉ３Ａｌ－Ｃｒ基合金７００℃～１１００℃的初期氧化行为。Ｎｉ３Ａｌ合金在中温区（７０００℃～９００℃）的氧化,随温度升高初期氧化速率明显增加（氧化５ｍｉｎ）,８００℃及９００℃氧化０．５ｈ后试样的氧化增重低于７００℃的。在温度低于９００℃时,Ｎｉ３Ａｌ－Ｃｒ基合金的氧化增重明显小于Ｎｉ３Ａｌ基合金;高于１０００℃时,其氧化增重明显大于Ｎｉ３Ａｌ基合金的。ＥＤＳ分析表明Ｎｉ３Ａｌ－Ｃｒ基合金表面不出现纯ＮｉＯ相的氧化物区。加Ｃｒ可降低Ｎｉ３Ａｌ的晶格常数,增加原子密堆度,从而阻碍Ｎｉ原子的扩散,降低合金的氧化速率。     

Fe—Cr—Ni—N高温耐热钢的抗氧化性研究

用氧化增重法分析了Fe-Cr-Ni-N在1200℃和1250℃,的抗氧化性能,探讨了C,Si,N等元素对合金抗氧化性的影响,并用X－射线衍射法对氧化膜的结构进行了分析;结果表明,当合金的Cr/C在100左右时,0．26－0．30％的C对合金的抗氧化性是有利的;N量较低时能降低合金的氧化,但当量＞0．30％时,氧化加剧,分析表明,尖晶石结构不利于合金形成优异的保护性氧化膜,最佳的保护性氧化膜应是SiO2与Cr2O3构成的复合氧化膜。     

Chromia layer growth on a Ni-based superalloy: Sub-parabolic kinetics and the role of titanium

Oxidation of the Ni-based superalloy RR1000 has been undertaken in air over the temperature range 600–900 °C for times up to 5000 h. The surface oxide consisted of a protective Ti-doped chromia layer but with rutile forming on its outer surface. Sub-surface oxidation of Al and Ti also occurred. The thickening kinetics of the chromia layer were sub-parabolic with initial rates around two orders of magnitude higher than expected for Ti-free chromia. This enhancement and the sub-parabolic kinetics are accounted for by Ti-doping of the chromia layer. Over time the enhancement reduced because of Ti-depletion in the alloy.     

铝合金表面微弧氧化工艺条件的研究

为了研究了起弧电压、电流密度和氧化时间等参数对铝合金陶瓷膜性能的影响.以LY12铝合金为试验材料,采用MAO240/750微弧氧化设备、TT260测厚仪和AMARY-1000B扫描电子显微镜.结果表明:起弧电压随着Na2SiO3浓度的增加而降低;在相同氧化时间内,随着电流密度的增加,陶瓷膜的厚度也显著地增加,陶瓷膜的致密层的显微硬度也在逐渐地增加,但不是呈线性增加的;在相同电流密度条件下,随着时间的增加,膜层厚度和致密层硬度非线性增加,但致密层所占比例却减小.得出结论:电流密度应该选择在5～20A/dm2的范围内,微弧氧化时间控制在3h以内时比较适宜.     

310型不锈钢在SO2/S2/N2混合气氛中的高温腐蚀

应用ＸＲＤ,ＳＥＭ／ＥＤＸ等技术研究了３１０不锈钢（ＳＳ）在气氛压为１０＾５Ｐａ,０．５％ＳＯ２．Ｓ２／２．０％Ｎ２混合气氛中５５０￣６５０℃的高温腐蚀行为。在此气氛中材料时发生高温氧化和高温硫化,但主要是高温硫化腐蚀,３１０不锈钢在此温度范围的腐蚀遵循抛物线规律,腐蚀速率随温度升高而升高。腐蚀以沿晶界的局部腐蚀为主。     

表面氧化处理对铝合金A356性能的影响

为了提高A356铝合金的力学性能以及耐蚀性能,对其分别进行了化学氧化、阳极氧化以及微弧氧化三种不同的表面处理。通过SEM技术,磨损实验以及耐腐蚀试验,对经过三种表面处理后铝合金的表面形貌、氧化层厚度、耐磨性及耐蚀性等进行了详细的分析比较。结果表明,经过不同表面处理铝合金表面能形成不同厚度的氧化膜,表面硬度及耐磨性明显提高,合金耐蚀性也得到不同程度的改善。总体性能上,微弧氧化优于阳极氧化,阳极氧化又优于化学氧化。     

Mar-M247高温合金900℃下的氧化行为研究

为探究燃气轮机用高温合金在服役环境中组织结构变化及其对合金氧化性能的影响,利用扫描电镜和能谱表征了MarM247镍基高温合金在900℃长时效后的显微组织,研究其在1000、3000、5000、8000h时效后的氧化性能。结果表明,时效1000h的氧化初期合金表面氧化物相变化较快,Al₂O₃氧化膜不完整,氧化膜增厚较快;随着氧化时间增加,富W氧化膜内生成大量孔洞和岛状不连续WO2,导致内层Al₂O₃膜界面发生剥落,外层氧化膜结构得到简化,内层Al₂O₃膜增厚且变得均匀;时效8000h后氧化层总厚度和内层Al₂O₃膜变化幅度明显减小,整个氧化膜结构趋于稳定。由于内层保护性Al₂O₃膜的增厚和结构均匀连续,使得合金的氧化性能提高。     

Influence of oxygen on the tool wear in machining

High temperatures generated in machining are known to facilitate oxidation wear. A controlled atmosphere chamber was developed to investigate the effects of oxygen on tool wear and high speed machining tests were conducted on air and in argon. Cemented carbide, cermet and cubic boron nitride tooling was used on alloyed steel, hardened tool steel and superalloy Alloy 718. Machining in argon resulted in higher flank wear, higher cutting forces, and larger tool–chip contact length on the rake face. However, in hard machining, argon atmosphere reduced rake cratering. Transmission electron microscopy of tools worn on air showed formation of nanocrystalline Al₂O₃ film on the rake when machining aluminium containing Alloy 718, while no oxide films was detectable in the other cases.     

纯镁的高温氧化特性研究

通过差热分析法和氧化动力学曲线测定法对纯镁的高温氧化特性作了详细研究,结果表明,纯镁在低温下氧化缓慢,更不会发生燃烧,只有当温度上升至873 K以上近熔点温度范围时,与氧的反应才会剧烈起来,因此建议阻燃镁合金的开发应将重点放在近熔点温度范围内表面保护膜的生成热力学、动力学及其组织结构上,这对阻燃镁合金的进一步发展具有指导意义.     

紧固件的黑化处理

通过集传统的氧化，磷化工艺与一体化的试验研究，确定一种黑化处理的新型工艺，以期应用于紧固件的黑化处理中。