【摘要】： 本文以Fe和Cr的單質(zhì)粉末為原料通過(guò)模壓成型、燒結(jié)和熱鍛制備了高致密度的Fe-25Cr高溫合金,并對(duì)熱鍛后的合金在1100℃進(jìn)行了恒溫氧化。采用阿基米德排水法測(cè)量了燒結(jié)和熱鍛后合金的密度,運(yùn)用0M觀察了燒結(jié)和熱鍛后合金的顯微組織,利用XRD分析了基體合金和氧化膜的相組成,使用SEM結(jié)合EDS分析了氧化膜的形貌和元素分布。系統(tǒng)研究了合金的粉末的壓制過(guò)程、燒結(jié)工藝和后處理對(duì)其致密度和顯微組織的影響,探討了其在1100℃下氧化膜的形成過(guò)程和形成機(jī)理。本文的主要研究工作和所獲得的結(jié)論如下： 1.燒結(jié)坯體的最終密度在所研究的范圍內(nèi)與壓制壓力、燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間成正比,即增加壓制壓力、提高燒結(jié)溫度和延長(zhǎng)燒結(jié)時(shí)間均可在一定范圍內(nèi)提高燒結(jié)坯體的最終密度,但增加的趨勢(shì)逐漸平緩。當(dāng)燒結(jié)溫度為1300℃,燒結(jié)坯體的晶粒明顯長(zhǎng)大。 2. Fe-25Cr合金粉末在壓制壓力為800MPa,燒結(jié)溫度為1280℃,燒結(jié)時(shí)間為60min時(shí),所得到燒結(jié)坯體的實(shí)際密度為7.3135g/cm3,相對(duì)密度為95.23%。進(jìn)一步在1220℃進(jìn)行熱鍛處理后,合金的平均相對(duì)密度為97.77%,較普通燒結(jié)態(tài)提高了2.67%,合金組織中孔洞顯著減少,晶粒也明顯得到細(xì)化。 3. Fe-25Cr合金組織為單一的富Cr單相固溶體a-Fe(Cr),但組織中不同區(qū)域內(nèi)Cr元素的含量是不一致的,富Cr區(qū)位于晶界上,而富Fe區(qū)位于晶內(nèi)。 4.氧化初期,基體合金表面迅速生成Cr2O3氧化膜,且氧化膜的厚度隨氧化時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。Cr2O3是Cr元素由基體合金向氧化層擴(kuò)散,并與氧化層／空氣表面吸附的氧原子發(fā)生反應(yīng)的結(jié)果,屬于外生氧化模式。隨著氧化時(shí)間的延長(zhǎng),初生的Cr2O3長(zhǎng)時(shí)間暴露于高溫空氣中與氧氣發(fā)生反應(yīng),生成氣態(tài)的CrO3,導(dǎo)致氧化膜表面顆粒球化,呈現(xiàn)氣化后的痕跡。 5.由于初始階段形成的Cr2O3膜并不致密,不能阻止氧原子向金屬基體中的擴(kuò)散,當(dāng)Cr-O間的反應(yīng)達(dá)到一定程度時(shí),多余的O原子將與Fe原子在氧化膜內(nèi)發(fā)生反應(yīng)生成FeO,并最終與Cr2O3反應(yīng)形成尖晶石結(jié)構(gòu)FeCr2O4,導(dǎo)致氧化膜由單一的Cr2O3膜變?yōu)镃r2O3和FeCr2O4組成的復(fù)合膜。 6. Fe-25Cr合金在1100℃下的恒溫氧化動(dòng)力學(xué)曲線為拋物線,當(dāng)氧化時(shí)間小于25h時(shí)氧化動(dòng)力學(xué)方程為：y2=2.39×10-11t,當(dāng)氧化時(shí)間為25-100h時(shí)氧化動(dòng)力學(xué)方程為：y2=8.50×10-11t。
[Abstract]:Fe-25Cr superalloys with high density were prepared by pressing, sintering and hot forging with Fe and Cr powders as raw materials. The hot-forged alloys were oxidized at constant temperature at 1100 鈩，

本文編號(hào)：2437002