Co-20Re-25Cr-7Al合金在3.0×10^(-5)Pa低氧压下的氧化行为研究

为探究在低氧压高温环境中添加少量的Al是否对Co-Re基高温合金形成保护性的Cr_(2)O_(3)氧化膜具有协同效应,研究了Co-20Re-25Cr-7Al合金在1100~1300℃,3.0×10^(-5)PaO_(2)下氧化24 h的恒温氧化行为。结果显示:合金的氧化动力学曲线完全符合抛物线规律,其氧化激活能为242.3 kJ/mol。合金在1100~1300℃形成的氧化膜很类似,主要由连续致密的Cr_(2)O_(3)层组成,其上分布着少量的CoO和CoCr_(2)O_(4)尖晶石。与相应的Co-20Re-25Cr三元合金相比,Co-20Re-25Cr-7Al四元合金形成的具有保护性的Cr_(2)O_(3)层在氧化过程中可以防止合金中的Re元素以ReO_(3)的形式挥发,从而为合金提供更好的保护。7%Al的添加不足以使Co-20Re-25Cr-7Al合金发生Al的选择性外氧化,因此在外氧化膜下面形成了Al的内氧化区。但Al的添加明显促进了连续而致密的Cr_(2)O_(3)层的形成,大大提高了合金的抗高温氧化性能。Al的添加和低氧压对于形成保护性的Cr_(2)O_(3)层具有协同效应。

超高温Co-20Re-25Cr-1Si合金1000~1300℃氧化行为研究

采用非自耗真空电弧炉制备了四元Co-20Re-25Cr-1Si超高温合金,该合金形成了硬质Cr2Re3型σ相,具有理想的高温强度。研究了Co-20Re-25Cr-1Si合金在1000~1300℃,3.04×10^-5Pa氧气中氧化24 h的恒温氧化行为。1000℃时氧化前8 min,合金表面没有形成保护性氧化膜,合金中Re元素就以ReO3形式向外蒸发,因此合金呈现出轻微的失重。之后随着保护性氧化膜的逐渐形成,合金呈现出连续增重的状态。随着温度增加,合金单位面积增重值越来越大,但1100~1300℃温度下合金氧化初期并未出现失重现象。1000~1200℃时,合金最外层形成了比较完整的以Cr2O3为主的保护膜,但1300℃时氧化膜由CoO组成,不具有保护作用。在所有温度下都出现了Si的内氧化区,微量Si的加入提高了合金的抗高温氧化性能。