felt3gtal金属间化合物在含硫气氛下的高温腐蚀研究

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1、摘要Fe弧l金属间化合物具有优异的高温力学和抗氧化性能，有望成为新一代的高温结构材料．研究Fe弧l金属问化合物高温腐蚀的目的就是通过各种测试方法，分析和研究材料的微观结构变化，全面的认识高温腐蚀的本质，对材料发生腐蚀行为进行研究，确定Fe-AI金属间化合物高温腐蚀机理。文中研究了在总压力为10MPa的N2+O．1％S02+少量02气氛下，Fe-28A1在800-1000℃下的高温腐蚀情况，并对该实验体系进行了热力学和动力学研究，采用XRD、SEM和EDS对反应产物进行了组成和形貌分析。实验发现，在800-1000℃范围内，Fe-28

2、AI腐蚀的动力学曲线符合抛物线规律．初始阶段增重比较明显，之后增重缓慢，经过60h之后增重曲线逐渐趋于平缓。随着腐蚀时间的增加和腐蚀温度的升高，腐蚀增重变大．相同条件下，10001C时的平均增重速率比800℃时高大约2个数量级，比900℃时高大约1个数量级。初始阶段腐蚀增重比较迅速是由于氧化物的生成，长时间腐蚀后增重趋于平缓应归因于保护性口一A120，的形成。．根据XRD和EDS分析可以确定腐蚀产物的组成：800℃时，腐蚀初期只生成了0一AI：O，，保温60h的XRD图谱中发现了Fe203的存在，但没有发现口一AL0，；900℃和1

3、000℃下升温阶段生成了0一ALO，，在随后的保温阶段0-A1203转变为口一A1203；同时生成Fe203．由SEM结果可知，随着腐蚀时间●的延长，腐蚀产物层厚度也随着增加，产物层变得比较疏松并且有空洞的出现；根据实验结果分析和对前人工作的总结，对Fe-28A1在给定气氛下的腐蚀机理做了初步的推断：初始阶段最先生成的是Al：0。和Fe203，A1203最容易生成，但是Fe20。的生长速率更快。随着腐蚀的进行，A1的快速氧化造成膜下基体贫Al’富Fe。气氛中的s沿氧化物的晶界及缺陷位置向内扩散，同时Fe”向外扩散，f与S反应生成Fe

4、S等，高温下FeS会和基体中Fe形成共晶，共晶一旦形成由于体积膨胀，氧化膜在应力集中处发生破裂，共晶液相涌出形成观察到的节瘤状氧化物，随即气氛中的sO：和O：将共晶体的表面进一步氧化生成Fe：O，。由于合金表面没有出现大规模的氧化层剥落，说明生成的A120，具有一定的保护性，“●』飞J审nJf，r，≈AbstractThe12e3Albasedintermetalliesisthecandidateforhi【ghtemperaturestrtleturalmaterialsduetoitsoutstandingmeclmiealp

5、ropertiesandoxidationresistanee．ThepurposeofthisresearchOnthehightemperaturecorrosionbehaviorofthe17e3Albasedintermetalliesistoanalyzeandinvestigatethechangesofthemierosta'ueturebymeansofvariousmethods，tolearnthenatulroofcorrosionathightemperaturethoroughly．tostudyonth

6、ecorrosionbehaviorofthemak枷andtodeterminethehightemperatttre—corrosionmeelaanismoftheFe_A1basedintermetallics．Inthispaper,thecorrosionbehaviorofFe-28AIWaSobservedintheatmosphereincludingN2+lOOOprral$02andamallamountof02whosetotalpressureisIOMPaat800—100012．Tlaeimodynam

7、iesandkineticsoftheexperimentalsystemwasstudied．XRD、$EMandED$w∞usedtodeterminethecompositionandthemorphologyofthercaelionprodaetion．ItWaSobservedthatthecorrosiondymlieCUI'VeofFe一28A1obeyedaparabolalawintherangeoftemperature．800-100012．Thei咣嘶ofthesamplemasswasfasterinth

8、einitialstageandslowerinthefollowingstage，andtheC：III'VI，wouldbesmoothafter60h．Thehighertempentm'eandthelongertimew盯e