静止空气中TiAl断续氧化动力学

用热重法研究了5种铸态TiAl在静止空气中的高温(700℃～1000℃)断续氧化行为。TiAl在700℃,100h氧化轻微。800℃,100h～1000℃,100h氧化动力学曲线可用幂函数ΔMn=knt描述,通常1<n<2。这表明,TiAl的断续氧化规律一般介于线性规律与抛物线规律之间。中、高温(≤900℃)氧化时,合金成份对TiAl的氧化行为影响显著,但随着氧化温度进一步增高,不同TiAl基合金间的氧化行为差别减小。高温或长时间氧化易导致外氧化层脱落,使氧化加快。一般地,低铬合金化TiAl的耐氧化性较差,而二元TiAl的耐氧化性较好。

影响TiAl高温氧化的两个因素

用热重法研究了试样表面粗糙度及环境介质流动性对五种铸态TiAl基合金(Ti50Al,Ti48Al,Ti52Al,Ti48Al1Cr及Ti48Al4Cr)900℃断续氧化行为的影响。结果表明,表面粗糙度增加(7→4)时TiAl氧化加重;与静止空气介质(v=0mms-1)相比,空气流动(v=1mms-1)也使TiAl抗氧化性下降。前者因不可避免的计算误差和氧化内应力引起,后者由氧的供给量不同造成,但二者都与破裂氧化程度加重有关。

Ti-42.85Al-12.3Nb-2Cr合金相组成对高温抗氧化性能的影响

通过热处理获得了合金Ti 42.85Al 12.3Nb 2Cr铸态(As cast)、炉冷(FC)和水淬(WQ)3种含不同组成相和微观组织的合金,研究了这3种合金在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。研究表明,Nb的加入能够显著提高合金的抗氧化性,但是高含量Nb的加入导致高温亚稳β相在室温组织中残留,β相使外层氧化膜的粘附性变差,促使氧化膜整体剥落。通过热处理消除β相后,获得的以γ+α2为主相的炉冷合金中形成了有效的保护性氧化膜。

制备过程对Ti-48Al-1Cr高温氧化行为的影响

研究了铸造、热压力加工、热处理等制备过程对Ti48Al1Cr合金在900℃静止空气中断续氧化行为的影响。结果表明,不同状态下的氧化规律相似,均介于抛物线与直线之间,幂指数15≤n≤18。100h氧化后,表面形貌均呈现疏松多孔特征;制备过程对试验合金900℃×100h断续氧化行为影响不大。

Al_2O_3/TiAl基复合材料在空气中的高温氧化行为

研究了热压烧结的Al2O3/TiAl基复合材料在900℃静止空气中的断续氧化行为.结果表明,随着Nb2O5掺量的增加,氧化增重减小,氧化抗力明显改善,其初始氧化动力学符合线性规律,断续氧化动力学服从抛物线规律.Nb2O5掺量大的材料,因氧化产物中含有TiAl和Ti2AlN相,显示其良好的抗高温氧化性.在900℃温度断续氧化120h后,氧化膜主要由TiO2外表层、Al2O3次表层以及TiO2和Al2O3的混合内层构成,由外向内为富Al向富Ti的氧化物混合层过渡.靠近基体TiO2和Al2O3混合内层为多孔疏松状结构,孔洞是由于形成Ti的氧化物后生成的.整个氧化层厚约20μm.氧化膜表面均未形成均一的Al2O3保护膜,但形成的内层Al2O3膜与外层TiO2膜粘附性高,没有发生氧化膜脱落现象.原位自生的Al2O3微细颗粒,高温下促使其本身成核与生长,使得热力学形成其膜所需的最低Al含量降低;同时,增加了Ti离子由M/MO界面向O/MO界面扩散的势垒,从而降低了TiO2的生成率,提高了抗氧化性能;另外,形成从外向内由富Al向富Ti氧化物混合层过渡的复层结构,降低了O2?的内扩散,改善了复合材料的抗氧化性能.