四元合金Fe-Cu-Ni-Al高温氧化性能研究
发布时间：2022-02-22 12:14
现代先进高温材料发展趋向于使用多元合金以获得满足服役工况要求的综合性能如高温强度、室温韧性与化学稳定性。高温合金通常包括Co基、Fe基和Ni基高温合金。其中,Fe基高温合金价格比较低廉,其高温力学性能良好且抗氧化能力突出,在航空航天、船舶、热能以及石化工业有着广泛应用。本研究选择Fe-45Cu-15Ni-5Al、Fe-65Cu-15Ni-5Al、Fe-45Cu-15Ni-7Al、Fe-65Cu-15Ni-7Al、Fe-45Cu-15Ni-10Al、Fe-65Cu-15Ni-10Al六种四元合金,研究它们在700℃-1000℃的恒温和循环氧化行为,有助于阐明多元模型高温合金的氧化机制,探究不同Al含量对合金抗氧化的性能影响,探索其在恒温和循环两种不同氧化环境中的差异性,同时对于新材料的设计、制备与应用具有指导意义。研究了Fe-45Cu-15Ni-5Al和Fe-65Cu-15Ni-5Al四元合金在700-1000℃纯氧气中的恒温氧化以及空气环境中的循环氧化,除了Fe-65Cu-15Ni-5Al合金在1000℃下最外层主要为Cu2O以外,其他条件下均形成了最外层以CuO...
【文章来源】：江西科技师范大学江西省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 金属高温氧化的定义及过程
1.3 金属的高温氧化原理
1.3.1 多元合金的氧化
1.3.2 氧化动力学规律
1.4 影响材料抗高温氧化性能的主要因素
1.5 高温合金
1.6 强化高温合金的方式
1.7 论文研究意义及内容
1.7.1 研究意义
1.7.2 研究内容
第二章 实验方法
2.1 实验原理
2.2 高温氧化设备简介
2.3 实验过程
2.4 观察与分析手段
第三章 四元合金Fe-Cu-Ni-5 at.%Al在700-1000℃高温条件下的氧化
3.1 四元合金Fe-Cu-Ni-5 at.%Al在700-1000℃0.1MPa纯氧气中的恒温氧化
3.1.1 实验方法
3.1.2 氧化动力学
3.1.3 氧化膜形貌和组成
3.2 四元合金Fe-Cu-Ni-5 at.%Al在700-1000℃0.1MPa空气中的循环氧化
3.2.1 氧化动力学
3.2.2 氧化膜形貌和组成
3.3 讨论
3.4 本章小结
第四章 四元合金Fe-Cu-Ni-7 at.%Al在700-1000℃高温条件下的氧化
4.1 四元合金Fe-Cu-Ni-7 at.%Al在700-1000℃0.1MPa纯氧气中的恒温氧化
4.1.1 实验方法
4.1.2 氧化动力学
4.1.3 氧化膜的形貌及组成
4.2 四元合金Fe-Cu-Ni-7 at.%Al在700-1000℃0.1MPa空气中的循环氧化
4.2.1 氧化动力学
4.2.2 氧化膜形貌和组成
4.3 讨论
4.4 本章小结
第五章 四元合金Fe-Cu-Ni-10 at.%Al在700-1000℃高温条件下的氧化
5.1 四元合金Fe-Cu-Ni-10 at.%Al在700-1000℃0.1MPa纯氧气中的恒温氧化
5.1.1 实验方法
5.1.2 氧化动力学
5.1.3 氧化膜的形貌及组成
5.2 四元合金Fe-Cu-Ni-10 at.%Al在700-1000℃0.1MPa空气中的循环氧化
5.2.1 氧化动力学
5.2.2 氧化膜形貌和组成
5.3 讨论
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果及所获荣誉
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]四元Fe-Cu-Ni-Al合金900℃下的恒温及循环氧化行为[J]. 肖斌,向军淮,张洪华. 中国腐蚀与防护学报. 2017(01)
[2]Mo-Si-B三元系金属间化合物超高温结构材料研究进展[J]. 张来启,黄永安,林均品. 南京航空航天大学学报. 2016(01)
[3]纳米晶块体Fe-60Ni-15Cr合金的高温氧化行为[J]. 曹中秋,孙玥,贾中秋. 中国有色金属学报. 2015(10)
[4]稀土元素对合金高温氧化的影响[J]. 杨珍,鲁金涛,赵新宝,严靖博,尹宏飞,党莹樱,谷月峰. 中国稀土学报. 2014(06)
[5]Fe-5Y-1Al和Fe-5Y-2Al合金在800℃空气中的氧化行为[J]. 付广艳,王妍妍,刘群,杨宁宁. 腐蚀科学与防护技术. 2011(03)
[6]Ni-Cu-Fe-Al合金在850℃空气中的氧化行为[J]. 李倩,周科朝,周涛,李志友. 粉末冶金材料科学与工程. 2009(04)
[7]Effect of temperature on oxidation behavior of ternary Fe-15Cu-5Al alloy in pure oxygen[J]. 向军淮,赵琼,张文华. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2007(S1)
[8]Oxidation behavior of ternary Fe-15Cu-5Al and Fe-85Cu-5Al alloys in pure oxygen at 900℃[J]. 向军淮,牛焱,段先志. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2006(S3)
[9]Cu-60Ni-10Al和Cu-60Ni-15Al三元合金在800℃的高温氧化行为[J]. 向军淮,牛焱,赵泽良,吴维. 稀有金属材料与工程. 2005(08)
[10]氧化膜开裂和剥落行为[J]. 钱余海,李美栓,张亚明. 腐蚀科学与防护技术. 2003(02)
博士论文
[1]锅炉受热面管内氧化物生成及剥落机理的研究[D]. 赵志渊.华北电力大学 2012
[2]新型钴基Co-Al-W合金设计、制备及性能研究[D]. 徐仰涛.兰州理工大学 2010
硕士论文
[1]热变形工艺对含Nd的AZ80镁合金组织及性能影响的研究[D]. 张小岩.中北大学 2013
[2]稀土元素Y及微晶化对Fe-Cu-Al合金高温氧化行为的影响[D]. 王为.江西科技师范大学 2013
[3]新型Co-Al-W合金制备及熔敷层研究[D]. 闫健强.兰州理工大学 2010
[4]合金元素铝或镁对铜的高温氧化的影响[D]. 刘娴婧.吉林大学 2008
[5]钢铁高温防护研究[D]. 谈轶文.华中科技大学 2004
本文编号：3639421
【文章来源】：江西科技师范大学江西省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 金属高温氧化的定义及过程
1.3 金属的高温氧化原理
1.3.1 多元合金的氧化
1.3.2 氧化动力学规律
1.4 影响材料抗高温氧化性能的主要因素
1.5 高温合金
1.6 强化高温合金的方式
1.7 论文研究意义及内容
1.7.1 研究意义
1.7.2 研究内容
第二章 实验方法
2.1 实验原理
2.2 高温氧化设备简介
2.3 实验过程
2.4 观察与分析手段
第三章 四元合金Fe-Cu-Ni-5 at.%Al在700-1000℃高温条件下的氧化
3.1 四元合金Fe-Cu-Ni-5 at.%Al在700-1000℃0.1MPa纯氧气中的恒温氧化
3.1.1 实验方法
3.1.2 氧化动力学
3.1.3 氧化膜形貌和组成
3.2 四元合金Fe-Cu-Ni-5 at.%Al在700-1000℃0.1MPa空气中的循环氧化
3.2.1 氧化动力学
3.2.2 氧化膜形貌和组成
3.3 讨论
3.4 本章小结
第四章 四元合金Fe-Cu-Ni-7 at.%Al在700-1000℃高温条件下的氧化
4.1 四元合金Fe-Cu-Ni-7 at.%Al在700-1000℃0.1MPa纯氧气中的恒温氧化
4.1.1 实验方法
4.1.2 氧化动力学
4.1.3 氧化膜的形貌及组成
4.2 四元合金Fe-Cu-Ni-7 at.%Al在700-1000℃0.1MPa空气中的循环氧化
4.2.1 氧化动力学
4.2.2 氧化膜形貌和组成
4.3 讨论
4.4 本章小结
第五章 四元合金Fe-Cu-Ni-10 at.%Al在700-1000℃高温条件下的氧化
5.1 四元合金Fe-Cu-Ni-10 at.%Al在700-1000℃0.1MPa纯氧气中的恒温氧化
5.1.1 实验方法
5.1.2 氧化动力学
5.1.3 氧化膜的形貌及组成
5.2 四元合金Fe-Cu-Ni-10 at.%Al在700-1000℃0.1MPa空气中的循环氧化
5.2.1 氧化动力学
5.2.2 氧化膜形貌和组成
5.3 讨论
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果及所获荣誉
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]四元Fe-Cu-Ni-Al合金900℃下的恒温及循环氧化行为[J]. 肖斌,向军淮,张洪华. 中国腐蚀与防护学报. 2017(01)
[2]Mo-Si-B三元系金属间化合物超高温结构材料研究进展[J]. 张来启,黄永安,林均品. 南京航空航天大学学报. 2016(01)
[3]纳米晶块体Fe-60Ni-15Cr合金的高温氧化行为[J]. 曹中秋,孙玥,贾中秋. 中国有色金属学报. 2015(10)
[4]稀土元素对合金高温氧化的影响[J]. 杨珍,鲁金涛,赵新宝,严靖博,尹宏飞,党莹樱,谷月峰. 中国稀土学报. 2014(06)
[5]Fe-5Y-1Al和Fe-5Y-2Al合金在800℃空气中的氧化行为[J]. 付广艳,王妍妍,刘群,杨宁宁. 腐蚀科学与防护技术. 2011(03)
[6]Ni-Cu-Fe-Al合金在850℃空气中的氧化行为[J]. 李倩,周科朝,周涛,李志友. 粉末冶金材料科学与工程. 2009(04)
[7]Effect of temperature on oxidation behavior of ternary Fe-15Cu-5Al alloy in pure oxygen[J]. 向军淮,赵琼,张文华. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2007(S1)
[8]Oxidation behavior of ternary Fe-15Cu-5Al and Fe-85Cu-5Al alloys in pure oxygen at 900℃[J]. 向军淮,牛焱,段先志. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2006(S3)
[9]Cu-60Ni-10Al和Cu-60Ni-15Al三元合金在800℃的高温氧化行为[J]. 向军淮,牛焱,赵泽良,吴维. 稀有金属材料与工程. 2005(08)
[10]氧化膜开裂和剥落行为[J]. 钱余海,李美栓,张亚明. 腐蚀科学与防护技术. 2003(02)
博士论文
[1]锅炉受热面管内氧化物生成及剥落机理的研究[D]. 赵志渊.华北电力大学 2012
[2]新型钴基Co-Al-W合金设计、制备及性能研究[D]. 徐仰涛.兰州理工大学 2010
硕士论文
[1]热变形工艺对含Nd的AZ80镁合金组织及性能影响的研究[D]. 张小岩.中北大学 2013
[2]稀土元素Y及微晶化对Fe-Cu-Al合金高温氧化行为的影响[D]. 王为.江西科技师范大学 2013
[3]新型Co-Al-W合金制备及熔敷层研究[D]. 闫健强.兰州理工大学 2010
[4]合金元素铝或镁对铜的高温氧化的影响[D]. 刘娴婧.吉林大学 2008
[5]钢铁高温防护研究[D]. 谈轶文.华中科技大学 2004
本文编号：3639421
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