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时间:2019-01-29
《eb-pvd制备nicralco合金薄板高温氧化行为研究论文》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、哈尔滨T稃大学硕十学位论文摘要本文研究了采用电子束物理气相沉积(EB.PVD)制备厚度为0.3mm的Nil2.9Cr7.8A16.5Co合金薄板在800℃真空退火16h后的900℃和1000℃不同时间的恒温氧化以及1000℃循环氧化行为。利用热重分析法、XRD和SEM(EDS)分别分析了合金薄板的氧化动力学、氧化物物相以及表面氧化形貌,提出了氧化机理,并对合金薄板高温氧化剥落形貌和失效行为做出了进一步的分析,提出了计算循环最佳服役条件的Nil2.9Cr7.8A16.5Co合金薄板在高温氧化过程中具
2、有剥落现象的氧化物重量变化计算公式。研究结果表明,Nil2.9Cr7.8A16.5Co合金在900℃下的恒温氧化动力学符合3次抛物线型规律,其氧化速率常数为kIl=2.40x104m93/cm6.s。1000’C下的恒温氧化动力学符合2次抛物线型规律,其氧化速率常数为k12=3.72x10由m92/cm4.s。1000℃下的循环氧化动力学符合2次抛物线型规律,其氧化速率常数为kc=1.14x10~m92/cm4.s。合金基板面极易形成致密氧化膜,而沉积面需较长时间才形成致密保护膜,基板面侧为Cr、
3、O、伽等元素原子的短路扩散(晶界扩散)以及他们的离子和电子经由氧化物层扩散共同作用的机制。而沉积面则认为是Cr、础原子晶内扩散(主要)+品界扩散和Cr、O、越等离子及电子经由氧化物层扩散共同作用的机制。沉积面以0.~203为主的氧化物层不仅薄而且比基板面Cr203为主的氧化物层致密,也不会存在基板面中那样很宽的内氧化过渡区,更能够阻止O向内的扩散,具有较好的抗氧化特性,以晶界缺陷加氧化物Cr203为主的氧化物层的抗氧化远不如针状0.~203为主的e.~203和Cr203混合氧化物层。合金薄板基板面
4、氧化膜受挤压破坏和拉伸破坏的表面形貌差异并不十分明显,基板面的Cr203氧化膜层屈曲破坏会出现孔洞或被挤压隆起,出现孔洞和隆起后的位置能迅速形成氧化膜。沉积面氧化膜受压应力屈曲破坏时属于高温塑性变形+低温脆性破坏,而受拉应力破坏时会开裂,开裂后裸露的部分仍然彤成一层较好的氧化膜。合金薄板作为高温结构材料时,沉积向应尽量希望是拉应力的工作环境中,基板面则无需考虑。这种最佳服役条件的Nil2.9Cr7.8A16.5Co合金薄板在高温氧化过程中具有剥落现象的氧化物重量变慨c㈨N=去cM^一(1一上Zck
5、03膊“瓷㈡+去cMm一(1-划列甜)o关键词:电子束物理气相沉积;NiCrAICo合金;高温氧化;氧化机制哈尔滨一哺¥人学硕十学停论文AbstractNil2.9Cr7.8A16.5Cosuperalloysheetwiththethicknessof0.3mmwaspreparedbyelectronbeamphysicalvapordeposition(EB—PVD).Thesheethasbeenheattreatedfor16hat800"Cwithavacuumof3x10一Pa.Th
6、eoxidationbehaviorwerecharacterisedbythermogravimetry(TG),XRD,SEMandEDS.Thentheoxidationmechanismofthissuperalloywasstudiedbyallanalysisofcomponentdistributionanddiffusion.Exfoliationofoxidelayerwasresearchedwhichbasedontheflexionofsheet,moreover,akin
7、dofmodelwasputforwardtocalculatethemasschangeespeciallyontheoxidationkinetics.Asaresult,theisothermaloxidationkineticsoliveofthesuperalloyat900"Cfollowedtheruleofthreepowerparabola,andtheoxidationratewaskll=2.40×10‘4m93/cm6.S.Theisothermaloxidationkin
8、eticscurveofthesuperalloyat1000*Cfollowedtheruleoftwopowerparabola,andtheoxidationratewas蛇=3.72x10~m92/cm4.s.Thecycleoxidationkineticscurveofthesuperalloyat1000。Cfollowedtheruleoftwopowerparabola,andtheoxidationratewaskc=1.14x104m92/cm4.s.Oxid
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