Nb元素对粉末冶金TiAl基合金高温氧化行为的影响

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1、学兔兔www.xuetutu.com第20卷第4期粉末冶金材料科学与工程2015年8月Vb1．2ONO．4MaterialsScienceandEngineeringofPowderMetallurgyAug．2015吉日Nb元素对粉末冶金TiAI基合金同皿氧化行为的影响欧阳思慧，刘彬，李建波，徐礼友，刘咏(中南大学粉末冶金国家重点实验室，长沙410083)摘要：采用等离子旋转电极法制备Ti一47A1—2Cr-0．2Mo，Ti一50A1—2Nb．0．3W和Ti．45A1．7Nb．0．3w(元素含量均为原子分数，％)3种预合金粉末，再通过热等静压制备成块体合金，在950℃空气环境中

2、进行合金的高温氧化实验，并利用扫描电镜(SEM)观察与分析合金氧化后的表面形貌以及截面的元素面分布，用x射线衍射(XRD)分析氧化膜的相组成，研究Nb元素及其含量对T1基合金高温氧化行为的影响。结果表明：Nb元素的添加可提高粉末冶金TiA1基合金的抗氧化性能，这3种合金中Ti一45A1—7Nb一0．3W合金的抗氧化性能最好，经过80h氧化后质量增量仅为2．484mg／cm，为不含Nb合金的12．44％，并且氧化膜整体厚度最薄，最厚的地方氧化膜厚度约为8．3gm。该合金表面形成连续致密的A12O3氧化层，氧化膜从外向内依次为TiO2层／A12O3层／(Ti，Nb)O2层／富A1和N

3、b层。关键词：粉末冶金；TiA1基合金；高温氧化；Nb中图分类号：TG172．82文献标识码：A文章编号：1673．0224(2015)4—616．07EffectofNbonhightemperatureoxidationbehaviorofpowdermetallurgyTiAlbasedalloyOUYANGSi—hui，LIUBin，LIJian—bo，XULi—you，LIUYong(StateKeyLaboratoryofPowerMetallurgy,CentralSouthUniversity,Changsha410083，China)Abstract：Theal

4、loysTi一47A1—2Cr-0．2Mo．Ti一50A1—2Nb一0．3WandTi一45A1—7Nb一0．3W(at．％)withhomogeneousmicrostructurehavebeenpreparedbyplasmarotatingelectrodeprocessingandthenhotisostatiepressed．TheoxidationbehaviorsofthreeNbcontainingalloysoxidizedat950℃inairweresystematicallyinvestigatedbyscanningelectronmicroscopy

5、andX—raydiffraction．TheresultsoftheexperimentsindicatethatoxidationresistanceofthreepowermetallurgyTiA1basedalloysissignificantlyimprovedbyNbaddition．Forthesethreealloys，theoxidefilmformedonTi一45A1—7Nb-0．3Walloyisthethinnest，andthethicknessisabout8．3n．TheadditionofNbalsodecreasesthecriticalAI

6、contenttoformachemicallyuniformdensealumina．Thisuniformaluminalayerimpedestheinwarddiffusionofoxygenandtheoutwarddiffusionofmetallicelements．Thealloyprepareddisplaysberetoxidationresistanceathightemperatureintheair．ThefilmstructureofTi一45A1—7Nb一0．3WfromoutsidetowardinsideisinorderofTiO2layefA

7、1203layer／(Ti,Nb)O2layer／A1，Nb-richlayer．Keywords：powermetallurgy；TiAIbasedalloy；hightemperatureoxidation；Nb粉末冶金TiA1基合金的密度低、比强度和比模量代镍基高温材料的理想材料。虽然TiAl基合金具有高r其高温力学性能与镍基合金相似，但密度只有镍基较好的高温强度，但环境温度高于800℃时，其抗氧合金的l／2，并具有良好的抗氧化性能和抗蠕变性化能力迅速下降，制约了其在高温条