Al、Cr及B元素对Fe-Al基耐热合金组织和高温抗氧化性能的影响

采用正交试验的方法研究了合金元素Al、Cr、B对试验合金组织及高温抗氧化性能的影响规律。结果表明,试验合金室温组织为铁素体和Fe_(2)B,元素B生成新相Fe2B,沿晶界分布。元素Al、Cr一部分固溶于基体,另一部分存在于Fe_(2)B中,没有新相生成。三种合金元素对高温抗氧化性能的影响分别为:增加元素Al的含量,试验合金的高温氧化速率随之降低。当元素Al的含量达到9%时,试验合金形成的Al_(2)O_(3)保护膜达到很好的对基体的保护作用,表现为较好的高温抗氧化性能;增加元素B含量,试验合金的高温氧化速率随之增加。当其含量超过2.0%时,会生成AlBO_(3)和B_(6)O等硼氧化物,抑制Al_(2)O_(3)氧化物的生成,使得试验合金的高温氧化性能越来越差;增加元素Cr含量,试验合金的高温氧化速率逐渐降低,当元素Cr含量达到或超过5%时,会促进Al_(2)O_(3)氧化膜生成,高温抗氧化性能逐渐提高。

一种新型奥氏体耐热合金高温抗氧化性能的研究

在ZG35Cr24Ni7SiN的基础上,以Mn部分代替Ni降低镍元素的含量,同时为了弥补Mn含量增加对抗氧化性能的不利影响,添加了适量的稀土元素予以修正。通过高温氧化试验,运用X射线衍射分析、金相显微镜等手段,得出了新合金35Cr24Ni3Mn4Si2NRE具有良好的高温抗氧化性能,完全能够取代ZG35Cr24Ni7SiN奥氏体耐热合金。

新型铁素体耐热合金高温抗氧化性能的研究

采用D/MAX-2500型X射线衍射仪、OLYMPUS-BHM型金相显微镜、PHLIPS-XL30/TMP型扫描电子显微镜等试验设备,以Cr、Al和Si元素作为耐热钢的主要合金元素,与此同时添加适量的稀土元素,试制了一种具有较好高温抗氧化性能且更为经济的新型铁素体耐热合金35Cr18Al3Si2RE。研究结果表明,大量的铁素体稳定元素Cr、Al、Si的加入,使新合金形成单相铁素体组织;新合金35Cr18Al3Si2RE高温氧化膜主要由Cr2O3、Al2O3、Fe2O3、SiO2等氧化物组成,氧化膜排布十分致密且分布十分均匀;新合金35Cr18Al3Si2RE的氧化增重速率与目前常用的ZG35Cr24Ni7SiN相比有明显降低,表现出了较好的高温抗氧化性能。

K282合金的高温氧化行为研究

采用DTA、XRD、SEM和EDX研究K282合金在700℃、800℃和900℃大气环境下氧化动力学行为。结果表明,700℃氧化时,氧化初期增重速度较快,之后增重速度变慢,材料只发生了外氧化,氧化层产物为Cr2O3。在800℃和900℃氧化时,合金的氧化增重遵循抛物线规律,合金发生了内氧化,内氧化产物为Al2O3,外氧化层产物为Cr2O3和TiO2。合金氧化速率由金属离子和氧离子在氧化膜中的扩散速度决定,温度越高扩散速度越快,合金氧化增重速度越快。

Cr和Al对Fe-Cr-Al系耐热钢1100℃高温间歇抗氧化性能影响

采用控制变量法研究了Fe-Cr-Al系耐热钢1100℃高温间歇抗氧化性能。结果表明,在以Cr、Al和Si为主要抗氧化合金元素配比的几种合金中,当Cr元素含量小于12%时,合金表面不能形成连续、致密及完整的氧化膜,表层氧化膜没有很好的附着性,氧化膜脱落明显,不能达到抗氧化性能要求;当Cr元素含量达到12%后,合金表面形成以Al_(2)O_(3)、SiO_(2)、Cr_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)、(Fe_(0.53)Al_(0.47))_(2)O_(3)氧化物为主的结构复杂、错落的复合氧化膜。Cr元素含量的提高,增强了表层氧化膜的附着性,氧化膜致密、连续且分布均匀,达到了高温抗氧化性能的要求,同时也获得了很好的经济性。