DZ445合金的高温氧化行为的研究(8)
GH1140 0.08 0.14 0.47 21.60 0.44 0.91 - 2.31 余 37.42 1.63
GH4098 0.02 0.03 0.06 18.52 2.74 1.19 5.92 3.96 0.10 余 5.81
GH5605 0.10 1.77 0.08 19.92 - - 余 - 0.52 10.55 15.16
试样尺寸为(mm)：(1．2～2．5)×10×20，表面用600#砂纸磨光。氧化实验在箱式电炉内进行，温度为750～950℃，采用静态增重法测定合金的氧化动力学曲线，在保温1～100 h后，取出坩埚冷却至室温后，在精度为0.1 mg的电子天平上称重。用光学显微镜(OM)、带能谱的扫描电镜(SEM)分析氧化物表面形貌及其成分组成；采用XRD衍射技术对合金氧化产物的相组成进行分析。用Origin软件进行数据处理，并绘制氧化动力学曲线。
从氧化动力曲线(图1-5)看出，GH1140合金氧化初期，氧化速度较快，属于氧化膜形成期，表面最易形成的是Cr2O3，和Fe2O3氧化膜，并有少量的A12O3和TiO。随着铬的选择性氧化发生，膜与合金界面处合金中铬含量将下降，Fe2O3和Cr2O3共同作用可以形成具有尖晶石结构的(Cr，Fe)O，氧化物，破坏氧化膜的连续性，使该合金在高温下氧化
增重明显，因此该合金在3种试验合金中的抗氧化性是最弱的。
镍基合金GH409，氧化初期，合金中的Ni、Cr和AI等元素同时氧化形成很薄的NiO、Cr2O3，和A12O3膜，Cr2O3由合金晶界形核并覆盖在NiO和A12O3，膜上。NiO颗粒被Cr2O3包围并逐渐发生固相反应形成NiCrO复合尖晶石相。根据多元合金选择性氧化的基本规律，活泼元素Al、Ti发生选择性氧化。随着氧化的进行，在外层和基体的界面出现了A12O3聚集。Ti元素在向外扩散过程中分别在Cr2O3层的外表面以及Cr2O3膜和基体问氧化形成TiO。因此氧化区形成外层氧化物为Cr2O3。，NiCr2O4、少量NiO和微量TiO，内层氧化物为少量的Al，O和TiO。
钴基合金GH5605，在氧化初始阶段，合金中Co和Cr同时氧化，形成很薄的CoO和CrO膜。随着氧化时间的延长，氧化主要由CrO。膜中的扩散所控制，基体中的Cr不断向外扩散、O向内扩散，继续结合生成新的氧化膜，当氧化膜的厚度达到一定程度时，就起到了阻碍O和Cr接触的作用，且氧化膜的结构致密，缺陷少，使元素的传输缓慢，在动力学曲线中就表现出氧化增重趋于平稳阶段，遵循抛物线规律。合金950℃以下不发生内氧化现象，氧化膜主要由Cr2O3、Co3W，CrMn2O4及少量的MnCr2O4构成。
所以，(1)3种合金在750～900℃氧化100 h的抗氧化性由强到弱的次序为：镍基合金GH4098>钴基合金Gtt5605>铁基合金GH1140；而950℃的次序变为：GH5605>GH4098>GH1140。
(2)CH1140合金的氧化膜组成：750℃为(Cr、Fe)2O3+Fe2O3；800℃和850℃为Cr2O3(多)及少量Fe+2Cr2O4 GH4098氧化膜的主要成分：Cr2O3+NiCr2O4+少量NiO。GH5605氧化膜的主要成分：Cr2O3+Co3W+CrMn2O4。[13]
1.8本文的研究目的与意义
本实验的目的是初步研究牌号为DZ445的高温合金，在恒定900℃的温度下的氧化行为。为了全面了解金属在不同条件下的高温腐蚀行为，则需要研究与腐蚀反应相关的各个方面，其中包括反应速度，反应产物的成分，晶体结构，形貌和微观结构，以及基体金属的变化等，从而为该合金的应用提供实验基础与理论依据。