12Cr-ODS铁基高温合金的制备及其高温氧化行为研究

论文摘要

本文首先对铁基高温合金的研究现状进行了综述。在此基础上,采用球磨工艺制备了Fe-12Cr-2.5W-0.4Ti-0.3Y2O3高温合金粉末,然后采用氢气还原退火、模压成型和真空烧结工艺制备了高温合金烧结体。实验采用了相对密度测试、硬度测试、拉伸试验、氧化实验、X射线衍射分析（XRD）、光学显微分析（OM）、扫描电子显微分析（SEM）和能谱分析（EDS）等测试分析手段,研究了压制压力、烧结温度以及添加Si对合金室温组织性能以及高温氧化行为的影响。随着压制压力的增大,合金压坯密度变化曲线呈抛物线,孔隙尺寸逐渐减小并且数量降低;提高压制压力和烧结温度均能提高烧结体的性能。在760MPa下压制的试样经1420℃烧结后相对密度为86.4%、硬度为145HV。合金氧化程度随温度的升高和时间的延长显著提高。随时间的延长,合金质量增加曲线近似呈抛物线形。拟合合金在650℃和850℃条件下的氧化动力学方程分别为:（?W）4.31=3.99t;（?W）1.97=7.367t。650℃下氧化时,合金氧化膜致密且平整,为完整的两层,此时合金具有相对较好的抗氧化能力;850℃下氧化时,合金氧化膜疏松并存在剥落现象,且靠近基体的氧化膜有不连续的现象,合金氧化膜对基体失去保护性。添加Si能显著提高Fe-12Cr-2.5W-0.4Ti-0.3Y2O3合金的相对密度、抗拉强度以及高温抗氧化性。未添加Si的合金相对密度最高仅有85.9%,抗拉强度最大仅为300.96 MPa。而添Si后,合金相对密度可达97.26%,抗拉强度可达692.7MPa。添加0.2%Si元素合金在850℃下氧化100h后的氧化膜厚度仅40μm,并且为完整的两层,对合金基体具有较好的保护作用。此合金在850℃下的氧化动力学方程为:（?W）1.3=0.0367t。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题来源、意义和目的
• 1.2 铁基高温合金的研究概况
• 1.3 材料高温氧化简介
• 1.4 研究内容
• 1.5 技术路线
• 2 材料的制备方法及测试方法
• 2.1 引言
• 2.2 材料的制备工艺
• 2.3 材料组织和性能测试
• 2O₃ 合金 组织性能的影响'>3 制备工艺对 Fe-12Cr-2.5W-0.4Ti-0.3Y₂O₃ 合金 组织性能的影响
• 3.1 引言
• 3.2 球磨对合金粉末的影响
• 3.3 模压压力对合金组织性能的影响
• 3.4 烧结温度对烧结体性能的影响
• 3.5 本章小结
• 2O₃ 高温合金 高温氧化行为研究'>4 Fe–12Cr–2.5W–0.4Ti–0.3Y₂O₃ 高温合金 高温氧化行为研究
• 4.1 引言
• 2O₃合金的氧化行为研究'>4.2 Fe–12Cr–2.5W–0.4Ti–0.3Y₂O₃合金的氧化行为研究
• 4.3 本章小结
• 5 Si 对12Cr-ODS 铁基高温合金组织性能的影响
• 5.1 引言
• 5.2 Si 对合金室温性能与组织的影响
• 5.3 Si 对铁基高温合金高温抗氧化性能的影响
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 本文主要结论
• 6.2 本文的创新点
• 6.3 后期工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士期间论文发表情况