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3种铸造镍基高温合金热疲劳行为研究

肖旋许辉秦学智郭永安郭建亭周兰章

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00066

研究了3种铸造镍基高温合金在不同温度下的热疲劳行为, 利用OM和SEM对合金的组织和热疲劳裂纹形貌进行了观察. 结果表明: 3种合金的热疲劳裂纹均萌生于V型缺口尖端处, 应力诱导下氧化孔洞的产生、聚集和相互连通是裂纹萌生的主要方式, 晶界、碳化物及共晶促进了裂纹的萌生和扩展. IN738和DZ444合金的热疲劳裂纹分别沿晶界和枝晶间扩展, DZ445合金的裂纹扩展方式随着温度升高由沿枝晶间扩展转变为沿晶体学取向扩展. 高温氧化和热应力的交互作用是热疲劳的主要损伤机制, 各合金在较高温度 (950℃) 下发生的微观组织演化促进了热疲劳性能的降低.

关键词: 镍基高温合金 , thermal fatigue , high-temperature oxidation , crystallographic orientation , microstructural evolution

3种锆合金的高温氧化行为

邱军赵文金ThomasGuilbertJean-LucBechade

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00211

对Zr-A和Zr-B锆合金在700-1200 ℃的O2中进行了等温氧化实验, 观察了合金的氧化动力学行为和基体微观结构演变, 并与低Sn的Zr-4合金作了对比. 结果表明,  700-1200 ℃氧化时, 3种锆合金的动力学曲线基本服从抛物线规律, Zr-B合金在700 ℃氧化1200 s后速率出现转折; 800 ℃时Zr-A和Zr-B 合金的氧化速率出现转折; 1000 ℃时3种合金动力学曲线由抛物线变为近似直线; 1100 ℃以上氧化时, 动力学曲线呈抛物线规律, 未出现转折. 在1100 ℃以上氧化时, 合金成分对3种合金的高温氧化性能影响甚微. 依据氧化增重数据得到了3种合金在700-1200 ℃氧化反应的抛物线速率常数Kp的表达式.

关键词: 锆合金 , high-temperature oxidation , oxidation kinetics

高铌TiAl基合金高温抗氧化性能研究

沈勇

中国腐蚀与防护学报

在等原子比的TiAl基化合物的基础上添加不同量的Nb元素,获得了4种含不同组成相和微观组织的合金。用氧化增重法研究了这4种含Nb合金和二元TiAl合金在1000℃静止空气中的断续氧化行为。采用XRD、SEM和EPMA分析了氧化膜的结构和组成。结果表明,Nb的加入能够提高合金的高温抗氧化性。以γ+α2为主相的合金Ti-42.8Al-14.2Nb形成了有效的保护性抗氧化膜。过量Nb的加入促使合金中富Nb相增多,氧化膜中出现Nb2O3使氧化膜的结构疏松,同时氧化膜出现分层,氧化层剥落加速。

关键词: Ti-Al-Nb三元系 , TiAl intermetallic compound , high-temperature oxidation

电沉积方式对铌表面熔盐渗硅的影响

王雁利 , 杨海丽 , 吴晔康 , 徐宏 , 王心悦 , 冯策

电镀与涂饰

采用由氯化钠、氯化钾、氟化钠和二氧化硅(摩尔比为1:1:3:0.3)组成的熔盐,分别以直流、单脉冲、换向脉冲的电沉积方式在纯铌表面渗硅.对比研究了不同电沉积方式下所得渗硅层的厚度、成分、组织、相结构和抗氧化性.结果表明,渗硅层厚度按照单脉冲、换向脉冲、直流电沉积的方式依次降低.与直流和单脉冲电沉积相比,换向脉冲方式所得渗硅层的组织更加致密、平整.电沉积方式对渗硅层的相结构无影响,所得渗硅层均由单相NbSi2组成,并在(110)和(200)晶面上择优生长.换向脉冲方式制备的渗硅层抗高温氧化性能最好.

关键词: , 渗硅 , 熔盐 , 电沉积 , 直流 , 脉冲 , 高温氧化

粘结层预处理对PS-PVD沉积7YSZ热障涂层氧化行为的影响

邝子奇 , 陈文龙 , 刘敏 , 毛杰 , 邓子谦

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.03.012

目的 提高PS-PVD沉积7YSZ热障涂层的抗高温氧化性能.方法 采用等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)分别在未预处理和预处理(抛光+预氧化)的粘结层表面制备了柱状结构7YSZ热障涂层,并在大气环境下测试了柱状结构7YSZ热障涂层的950℃静态高温氧化性能.利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能谱仪对高温氧化过程中的陶瓷层/粘结层界面形貌、TGO层结构演变进行表征.结果 粘结层的抛光处理能够降低表面几何受力不均匀部位,抑制陶瓷层/TGO/粘结层界面处微裂纹的产生,同时粘结层的预氧化处理形成的薄而连续的TGO层能有效降低TGO的生长速度,抑制陶瓷层-粘结层之间的元素互扩散.柱状结构7YSZ涂层的高温氧化动力学曲线符合Wagner抛物线规律,粘结层未预处理和预处理的7YSZ热障涂层的氧化速率常数分别为0.101×10-12 cm2/s和0.115×10-13 cm2/s.结论 粘结层预处理能有效改善等离子物理气相沉积7YSZ热障涂层的抗氧化性能.

关键词: 等离子啧涂-物理气相沉积 , 7YSZ , 粘结层预处理 , 高温氧化 , 柱状结构 , TGO层 , 结构演变

中铬铁素体不锈钢高温氧化行为及热轧粘辊机理

曹光明 , 李成刚 , 张元祥 , 李志峰 , 王福祥 , 刘振宇

材料热处理学报

采用热重法研究了中铬铁素体不锈钢的高温氧化行为,测定出不同温度条件下的氧化增重曲线,其氧化增重符合抛物线规律,由于溶质铬元素的选择性氧化形成致密的氧化层阻碍离子扩散造成实验钢的氧化激活能较高为560 kJ/mol.通过氧化铁皮表面形貌观察,在氧化铁皮表面生成部分异常长大的突起铁-铬尖晶石相,并随着氧化温度升高,有增多和长大趋势.当氧化温度为1100℃时,氧化铁皮出现了分层,氧化铁皮最外层为富铁的氧化物(FeO和Fe3O4为主),将突起铁-铬尖晶石相包裹住.结合热轧粘辊实验结果表明,突起的铁-铬尖晶石容易划伤轧辊表面形成裂纹源,在后续循环轧制过程中急剧的冷热循环和轧制变形,促进了裂纹形成和扩展,为热轧粘辊提供了形核地点.高温轧制促进表面富铁的氧化物的生成,消除突起铁-铬尖晶石相可有效的降低热轧粘辊.

关键词: 热轧 , 高温氧化 , 氧化激活能 , 粘辊

铜、钛元素对镍基耐蚀合金高温氧化行为的影响

代晓宇

机械工程材料

采用增重法测出了含铜和钛元素的镍基耐蚀合金在800℃空气中的高温氧化动力学曲线,并用扫描电镜及能谱仪对氧化膜的形貌和成分进行了分析,研究了铜和钛元素对合金高温氧化行为的影响。结果表明:随着铜元素含量的增多,合金的抗高温氧化能力逐渐变弱;在合金中加入一定量的钛元素可以使合金表面的氧化膜更加致密,增强合金的抗高温氧化能力。

关键词: 桑基耐蚀合金 , 高温氧化 , ,

NiCrAlY涂层抗氧化性及氧化过程中的微观结构演变

张新格 , 邓畅光 , 邓春明 , 裴和中

航空材料学报 doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.5.004

采用低压等离子喷涂技术在镍基铸造高温合金K438基体上制备NiCrAlY涂层,研究涂层和基体在950℃下恒温氧化100h的氧化动力学规律.采用SEM、EDS和XRD等检测涂层和基体经不同时间氧化后的微观结构演变和元素分布.结果显示:涂层氧化增重缓慢,氧化动力学曲线符合抛物线规律,l00h后表面形成一层厚度1.5μ,m左右致密Al2O3保护膜;基体开始时氧化增重迅速,60h之后发生破坏性氧化,基体开始迅速失重.EDS分析显示:元素在涂层氧化过程中发生缓慢扩散,扩散距离达到90μm,涂层的结构更加致密.

关键词: 低压等离子喷涂 , NiCrAlY涂层 , 高温氧化 , 元素分布 , 结构演变

基于氧化膜屈曲破坏的高温合金循环氧化动力学模型

雷明凯 , 杨辅军 , 罗鹏 , 朱小鹏

中国腐蚀与防护学报

高温合金循环氧化膜弯曲剥落行为等效为弹性基础梁失稳问 题,利用有限元特征值屈曲分析,提出高温合金循环氧化膜弯曲剥落理论,建立了高温合金 循环氧化动力学模型.Fe-Ni-Cr-Al合金高温循环氧化动力学计算结果与实验数据相符,证明 了氧化膜弯曲剥落模型的正确性.

关键词: 高温氧化 , oxidation kinetic , o xidation scale , buckling spallation , inflection analysi

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