新型碲鎳鉻合金高溫抗氧化性能研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代航空、航天、軍事、核能等工業(yè)的發(fā)展，先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片與機(jī)身材料需要在諸如高溫、高載荷、強(qiáng)輻射等嚴(yán)酷的環(huán)境下使用，因此，對(duì)高溫材料的抗氧化腐蝕能力提出迫切要求。
　　 鎳基合金的高溫力學(xué)性能、抗氧化性和抗腐蝕性能研究十分引人注目。在高壓增汽鍋爐、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、柴油機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)以及化工煉油設(shè)備中，很多鎳基合金機(jī)件長(zhǎng)期在高溫條件下服役，使材料發(fā)生高溫氧化腐蝕，工件產(chǎn)生塑性變形甚至斷裂，影響了正常的工業(yè)生產(chǎn)。
　　

2、 針對(duì)鎳鉻合金抗氧化穩(wěn)定性較差，研究在鎳鉻合金中加入微量Te元素，產(chǎn)生微合金化，研究反應(yīng)元素效應(yīng)(REE)，改變材料高溫氧化的微觀機(jī)制，達(dá)到合金材料強(qiáng)化目的，使其高溫抗氧化性能得到顯著提高。
　　 本研究采用粉末冶金方法制備含Te的Ni-Cr合金試樣。分別在200±5℃、400±5℃、600±5℃、800±5℃時(shí)進(jìn)行恒溫抗氧化腐蝕實(shí)驗(yàn)。運(yùn)用光學(xué)顯微鏡、金相顯微鏡、X射線衍射、掃描電鏡、能譜等方法研究了不同Te含量的新型碲鎳鉻合金

3、材料。結(jié)果表明：
　　 (1)Te的加入，改變了鎳鉻合金相組織與相結(jié)構(gòu)，形成脊?fàn)罱M織。
　　 (2)經(jīng)過(guò)42h的恒溫-循環(huán)氧化實(shí)驗(yàn)后，氧化動(dòng)力學(xué)曲線變化呈規(guī)律性。不同含量Te含量試樣，都有不同程度增重。但是鎳鉻合金試樣增重明顯高于碲鎳鉻合金。
　　 (3)Te元素與Ni-Cr合金基體形成的新相，降低Ni-Cr合金的氧化速率，抑制了氧化膜的生長(zhǎng)，減少基體的微觀裂紋和元素偏聚，細(xì)化均勻了合金組織。
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4、)Te元素的加入，在氧化過(guò)程中生成了Fe3TeO8和Cr3TeO4兩種新的氧化物。避免了疏松結(jié)構(gòu)的FeO浮式體的生成。同時(shí)，抑制了Ni、Cr、O三種元素形成尖晶石相，最終抑制了Cr在高溫下的蒸發(fā)現(xiàn)象。
　　 (5)Te改善了Ni-Cr合金氧化膜的微觀機(jī)制，氧化膜與基體形成明顯的分界線，使內(nèi)氧化的繼續(xù)進(jìn)行受到阻礙。
　　 (6)Te-Ni-Cr合金其氧化膜的附著性明顯高于Ni-Cr合金，Te-Ni-Cr合金表面無(wú)氧化皮剝落