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GH1140铁基高温合金（化学成分）恒温氧化行为研究
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2015-09-25
以典型的铁基高温合金GH1140为例，通过测定其氧化动力学参数，研究其氧化规律，了解氧化膜的生长和损毁机制以及探索影响高温抗氧化性的因素，以达到减少或抑制高温氧化损失途径的目的，对相关研究具有一定的借鉴作用。
铁基高温合金是在18-8类型奥氏体不锈钢基础上发展起来的高温材料，钢中通过添加少量钨、钼、铝和钛等合金元素进行复合固溶强化，使钢具有良好的抗氧化性、高的塑性、一定的热强性和良好的疲劳性能，用于制造850℃以下工作的喷气式发动机燃烧室和加力燃烧零部件等。高温合金的氧化行为、重要活性元素效应的作用机制及氧化产物分析技术，是目前高温氧化领域最受重视的研究内容。本文以典型的铁基高温合金GH1140为例，通过测定其氧化动力学参数，研究其氧化规律，了解氧化膜的生长和损毁机制以及探索影响高温抗氧化性的因素，以达到减少或抑制高温氧化损失途径的目的，对相关研究具有一定的借鉴作用。
实验用料为铁基固溶强化合金GH1140，其化学成分(质量分数，%)为：0.08C，21.6Cr，0.44Al，0.91Ti，2.31Mo，37.42Ni，1.63W，余为Fe。生产工艺流程为：电弧炉冶炼+电渣重熔→锻造开坯→热轧开坯→冷轧2mm成品板材。将合金坯料切割成2mm×10mm×20mm试样，用金相砂纸打磨至600#，用酒精、乙醚清理试样表面油污，干燥后备用。在箱式电阻炉(控温精度为±10℃)内进行。出炉时快速加盖，防止氧化物崩落。实验温度分别为750、800、850、900和950℃，在氧化一定时间(1、3、5、10、25、50、75和100h)后，从坩埚中取出冷却至室温称重。将实验温度为750～950℃的试样，每个温度连续氧化100h后，测氧化前后重量的变化，求其氧化速率。
GH1140合金在750～900℃恒温静态氧化100h后，生成以Cr2O3为主的保护性氧化膜，且900℃以下均无氧化膜的脱落现象发生，说明氧化膜与基体的粘附性较好，起到了抑制氧化的作用。GH1140合金在750～900℃氧化时氧化动力学遵循抛物线规律，合金氧化增重均随温度的升高而增加，在950℃氧化时氧化动力学近似遵从直线规律，且有少量氧化膜剥落。通过抗氧化性能测试，GH1140合金在950℃以下氧化速率＜0.1(g/m2·h)，为完全抗氧化级。GH1140在800℃发生内氧化的迹象，且随温度升高氧化膜更加不均匀。GH1140的高温抗氧化性较镍基、钴基高温合金要弱，所以一般在850℃以下使用。
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