您好,欢迎来到中国玻璃钢网   请 登录免费注册
服务热线:
当前位置:首页 >> 资讯频道 >> > 技术应用 >> Fe_3AlTiC复合材料的高温抗氧化性能

Fe_3AlTiC复合材料的高温抗氧化性能

时间:2017-10-21 10:49:13   来源:本网   添加人:admin

  三门峡职业技术学院学报Fe3Al/TiC复合材料的高温抗氧化性能范敏鲍剑斌华中科技大学机械工程学院,湖北武汉430074学特征均近似服从抛物线规律,并且随TiC含量增加feAl/TiC复合材料的高温抗氧化性能降低。

  ;复合材料;氧化Fe3Al金属间化合物具有良好的高温抗氧化、抗硫化及耐腐蚀性能,同时又具有密度小、成本低易于熔炼等优点,在近年来得到普遍重视,有望成为新一代的高温结构材料。过去一直致力于解决其室温脆性、热加工性能较差、温度高于800K后屈服强度急剧下降等问题。目前研究报道表明Fe-28Al-5Cr为基本成分能提供较好综合力学性能和改善合金室温塑性。213东南大学最近在Fe3Al合金研究中发现,以Fe-28Al-5Cr为基本成分<加入TiC颗粒增强体后,获得Fe3Al/TiC复合材料可以改善其加工工艺性能和高温力学性能,为其作为未来高温结构材料开辟了光明前景。本文在此工作基础上,重点研究了不同量TiC颗粒加入Fe3Al基合金中后对其高温抗氧化性能影响规律。

  1是四种材料在950>温度下氧化动力学曲线。由图可见,合金1、2、3在950>温度下均具有优异高温抗氧化性能恒温氧化动力学曲线近似抛物线规律,且变化速率基本相同。经100h氧化后,氧化增重分别为0.6514mg/cm2,试样表面呈现出灰色。而10=TiC复合材料在950>温度下氧化100h增重明显达到1.5382mg/cm2.说明TiC含量高时对复合材料高温氧化性能有不利影响。

  下氧化动力学曲线。表明随温度升高孺化增重逐渐明显,TiC存在对Fe3Al基合金抗氧化性能影响程度随之增加。

  的试样表面进行了观察分析。(a)显示出合金2氧化膜平坦而致密,膜较薄约可见膜下划痕),膜上分布着少量白亮色簇团,能谱分析确定白亮团处Ti含量较基体高,说明它与TiC颗粒有关。(b)显示出合金3氧化膜有所增厚基本上呈连续致密膜上白亮色簇团明显增多长大。合金4表面形态见(5),氧化物晶粒粗大,明暗不均表明氧化膜厚薄存在差别较大。对暗处进行能谱分析确定Fe峰较高,说明此处氧化膜较薄基体元素被测出),并且有部分脱落现象。

  2.3氧化产物X射线分析XRD对各种复合材料在950)氧化100h后的氧化膜表面分析表明三种复合材料的氧化层中主要是Al!3,有少量TiC,氧化层的衍射花样中除了Fe3Al和Al!3外,有极少量TiC峰。说明氧化膜中TiC颗粒的存在。

  3讨论3.1氧化动力学试验结果表明Fe3Al/TiC复合材料的氧化动力学曲线基本遵循抛物线规律其氧化增重!和时间t之间的关系可用下式表示其中A――经验常数;――时间指数E――氧化激活能;r――气体常数;r――温度。

  此式说明FesAl/TiC复合材料的氧化过程为扩散控制热激活过程。对(1式两边同时取对数得:其中,pdgA-RO温度TI是常数项。n为直线斜率,它表征各材料的氧化速率。为950)温度下几种试验材料的对数曲线。由图可见随着TiC含量增加孺化速率逐渐增加,尤其含TiC10复合材料增加明显,一条对数曲线上斜率有所不同,表明初始氧化时速率较快,随着形成氧化膜连续致密,阻止元素扩散孺化速率趋缓。

  一般认为,000)以下在Fe-Al二元合金中,当Al含量超过18%时,表面将会形成连续的Al!3氧化膜,添加2%~5%Cr,其氧化增重依然很小对氧化行为无明显影响。这同本文合金1实验结果相符。

  试验结果表明,随着复合材料中TiC含量增多,对其高温抗氧化性能影响不利。在TiC含量较低时依然能形成连续、致密的Al!3膜,TiC颗粒与基体结合良好对抗氧化性能影响不大。见(a)。随着基体表面TiC颗粒增多和氧化时间延长,TiC颗粒与基体结合的界面处成为氧离子穿过氧化膜向内层扩散及金属离子穿过氧化膜向外层迁移的通道,使之扩散速度加快眉绕着TiC颗粒生成一层较厚的氧化物呈现出明显白色簇团见(b)I从(a)簇团放大像观察其组织依然致密未发现裂纹、皱折和剥落现象依然保持良好抗氧化学能。但是在含TiC10的复合材料950)氧化100h后,发现氧化膜形貌差异较大见(b))。随着时间延长,这三门峡职业技术学院学报一簇团不断长大孺化物从较为紧密的团絮状分散出来,形成较为松散的氧化组织,且部分区域有剥落现象膜致密性受到影响,出现“皱折”。见(b)为(c)的放大区域。由此可见,TiC含量增高对复合材料抗氧化性能影响是不利的。

  a)几种复合材料氧化动力学特征基本遵循物线规律;a)含2.5vol%TiC、5vol%TiC的Fe3Al/TiC复合材料氧化物形貌中出现白色簇团状组织,因其依然致密,未出现裂纹和剥落,对复合材料抗氧化性能影响不大。

  薛峰。东南大学博士论文。1999范雄。X射线金属学。北京:机械工业出版社,1980.王永刚等。材料科学与工程。1995,13a簇团处的放大图象任编辑吴咏腾(上接第55页)就难以实现等,解决这些问题一要靠政策二要想办法。另外还要通过宣传教育做深入细致的思想工作得到广大农民的理解与认可。

  实现乡村整体规划具有长远利益和发展战略,对发展农村经济提高农民生活质量有不替代的作用,更重要的是可以充分合理的利用土地资源,保护现有耕地资源,使农村走上可持续发展的道路。