Fe-Al金属间化合物高温氧化性能的研究

发布时间：2017-12-16 06:27

  本文关键词：Fe-Al金属间化合物高温氧化性能的研究

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【摘要】：现代先进高温材料的发展越来越趋向于可以满足服役工况要求的综合性能,比如化学稳定性、高温强度等。本文以服役于垃圾炭化炉壁层的材料为背景,采用Fe-Al金属间化合物为研究对象,研究了不同组分的铁铝合金以及稀土元素Y对Fe-40A1合金高温氧化行为的影响,研究结果有助于推进Fe-Al金属间化合物高温氧化基础理论的建立,并对开发垃圾炭化炉等高温合金材料具有重要指导意义。研究了Fe-30Al、Fe-35Al、Fe-40Al三种配比的铁铝铸态合金在700、800和900℃的恒温氧化以及700℃和800℃的循环氧化行为。由动力学曲线可以看出,700℃和900℃恒温氧化单位面积增重最小的都是Fe-40Al,分别为0.0776mg/cm2和0.335 mg/cm2,而800℃单位面积增重最小的是Fe-35Al,为0.162mg/cm2;700℃循环氧化时,Fe-35Al单位面积增重最小,其值为0.0732mg/cm2,而8000C循环氧化时,Fe-40Al单位面积增重最小,其值为0.127mg/cm2。Fe-Al金属间化合物氧化后,表面会形成两层氧化膜,最外层由保护性的A1203构成,而内层由A1203和Fe203构成,Fe-40Al抗高温氧化性能最优。研究了添加0.05、0.1和0.3 at.%稀土元素Y的Fe-40Al合金在700、800和900℃的恒温氧化以及700和800℃的循环氧化行为。稀土元素Y的添加不同程度的减缓了合金的氧化,恒温氧化下改善最大的为900℃下的Fe-40A1-0.3Y,单位面积增重为0.147mg/cm2,较未添加稀土时降低约一半。循环氧化下改善最大的是800℃下的Fe-40Al-0.3Y,单位面积增重也降低约一半,为0.0623mg/cm2。其原因是稀土元素Y的加入促进了保护性A1203层的形成,同时也提高了氧化膜与基体的粘附性。研究了添加0.5 at.%稀土元素Y的Fe-40Al分别在700、800和900℃的恒温氧化以及700和800℃循环氧化实验,发现合金的氧化速率加快,过量稀土元素的添加反而会对保护性氧化层的形成造成不利影响。
【学位授予单位】：江西科技师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG113.2

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本文编号：1295047