gh3535合金高温氧化性能研究

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1、分类号TG113单位代码10618密级学号2120053002硕士学位论文GH3535合金高温氧化性能研究研究生姓名：范金鑫导师姓名及职称：张继祥教授陆燕玲副研究员申请学位类别工学硕士学位授予单位重庆交通大学一级学科名称材料科学与工程论文提交日期2015年4月20日二级学科名称材料加工工程论文答辩日期2015年5月31日2015年6月1日OxidationBehaviourofGH3535SuperalloyatElevatedTemperatureADissertationSubmittedfortheDe

2、greeofMasterCandidate：FanJinxinSupervisor：Prof.ZhangJixiangA.P.LuYanlingChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China重庆交通大学学位论文原创性声明，是本人在导师的指导下本人郑重声明：所呈交的学位论文，独立进巧研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研巧做出重要贡献的个人和集体，巧己在文中［＾Ｊｌ明确方式标明

3、。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。—２Ｗ学位论文作者签名：日期：＞年牛月曰重庆交通大学学位论文化权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆交通大学可抖将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索＞，可＾＾１采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据》，并进行信息服务

4、、发行、信息网络传播等），库（包括但不限于汇编、复制同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。齡筵直学位论文作者签名：指导教师签名—－日期；取年《月Ｉ日日期：Ｗ＞年＜月Ｉ日［＞本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊（光盘版）电子杂志社ＣＮＫＩ系列数据库中全文发布，并按《中国优秀博硕±学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。学位论文作者签名；指导教师签名—日期：巧０年６月Ｉ日日期年《月Ｉ日摘要摘要镍基高温合金由于具有较高的高温强度、良好的韧性、优越的耐腐蚀和抗氧化

5、能力，在化工、石油和核工业等领域得到了广泛地应用。在2011年启动的中国科学院战略性先导科技专项《未来先进核裂变能》中，已将Ni-Mo-Cr系合金选定为钍基熔盐堆的关键结构材料。GH3535合金为我国自主研制的专门用于钍基熔盐堆的一种镍基高温合金，其化学成分与HastelloyN合金非常接近。现阶段GH3535合金仍处于研制起步阶段，其在高温环境中的抗氧化性能优劣，将直接影响熔盐反应堆的使用安全及运行寿命。本文选用GH3535合金为研究对象，开展了GH3535合金700-980℃温度范围的恒温氧化实验和650

6、℃与700℃循环氧化实验。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射分析(XRD)、电子探针(EPMA)和同步辐射X射线荧光技术（XFR）等多种现代分析测试手段，研究了氧化温度、氧化时间和氧化方式对GH3535合金氧化膜的形貌特征、氧化层深度、氧化物/基体界面元素分布的影响，探讨了高温氧化过程，揭示了GH3535合金的高温氧化机理。实验结果表明，GH3535合金在700℃经过2000小时的恒温氧化后，增重结果为1.642mg/cm2，氧化动力学曲线遵循立方规律，属于完全抗氧化等级。870℃和980℃恒温氧化时，由于温

7、度提高导致氧化膜出现开裂和剥落现象，增重明显，分别为0.73mg/cm2和2.00mg/cm2，由合金抗氧化等级评定，870℃属于完全抗氧化，而980℃则属于抗氧化等级。700℃恒温氧化2000h后GH3535合金的氧化膜厚度为4-6μm，且具有明显的分层结构，外层主要是NiO和NiFe2O4等复合氧化物，内层则为Cr2O3、MoO2和NiCr2O4等混合氧化物，无明显内氧化现象；870℃恒温氧化100h后氧化膜厚度为10μm左右，氧化膜连续程度变差；980℃氧化100h后外层氧化膜出现剥落，露出内层氧化膜，

8、并伴有内氧化孔洞产生。温度进一步提高，Cr，Mo易形成挥发性物质而导致合金的抗氧化性能下降。在650℃和700℃，分别对GH3535合金进行了1000次循环氧化实验。实验过程中没有出现失重现象，合金表面也没有出现明显剥落或肉眼可观察到的孔洞。氧化动力学曲线仍基本遵循立方规律。650℃循环氧化后表面氧化颗粒细小且没有形成尖晶石结构的氧化膜，700℃循环氧化时表面已形成了具有尖晶石结构的致密氧化膜。以上