Fe-Cr-Al/Cu-Zn-Al合金高温氧化中的第三元素效应（TEE）研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 高锋 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2007-06-09 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 牛焱 |
| 关键词 | Fe-Cr-Al Cu-Zn-Al 三元合金 临界铝浓度 第三元素效应 氧化 |
| 其他题名 | Study of the Third-Element Effect in the High-Temperature Oxidation of Fe-Cr-Al and Cu-Zn-Al alloys |
| 学位专业 | 材料学 |
| 中文摘要 | 本文选择了Fe-Cr-Al和Cu-Zn-Al两种合金体系，分别研究了它们的高温氧化行为，目的在于探究其中的第三元素Cr/Zn的作用机理。由于第三元素的添加对氧化性能的改善是通过促进最活泼元素的外氧化膜来实现的，所以作为与三元合金氧化行为的对比，需要了解相应的二元Fe-Al、Fe-Cr、Cu-Zn、Cu-Al合金各氧化模式之间相互转变所需要的活泼元素的临界含量，其中关于Cu-Zn和Cu-Al合金的研究还很少见，因此在本工作中对这两种合金的氧化模式随成分的转变进行了专门的研究。 在1000oC的氧气中氧化24小时的实验结果显示，Fe-3Al合金中随着Cr的添加量的逐渐增加，合金的抗氧化性能不断改善，添加3 at.% 铬之后，氧化模式由Cr+Al的同时内氧化转变到三种合金元素的混合外氧化，当铬的添加量得到10 at.%或更高时，氧化模式进一步转变成形成单一的Al2O3外层保护膜。 800oC的氧气中氧化24小时的实验结果显示，二元Cu-Al和Cu-Zn合金中随着活泼元素Al/Zn浓度的提高，氧化模式也依次从内氧化转变到两种合金元素的混合外氧化，再到活泼元素的选择性外氧化。Cu-Al合金中发生两种氧化模式的转变的临界Al含量分别为2.5at.%和4at.%左右；Cu-Zn合金中发生两种氧化模式的转变的临界Zn含量分别为12at.%和14at.%左右。分别运用Wagner关于二元合金中发生内氧化向外氧化转变的临界判据和发生活泼组元的选择性外氧化的临界判据对上述两种二元合金的临界转变浓度进行理论计算，并将计算值与实验值进行了对比，并分析了导致两者之间差别的可能原因。 Cu-Zn-Al合金中铝含量一定时，氧化速率随着锌含量的增加而不断降低。向Cu-2Al合金中添加5at. %锌能够抑制内氧化，但即使添加10 at.%锌仍不足以促成保护性Al2O3膜的生成，直到添加15at.%锌才能达到这样的效果。由于Cu-4Al合金已经能够发生铝的选择性外氧化，所以锌元素的加入只是缩短保护性Al2O3膜的形成时间，减少氧化初期铜的氧化物的生成。 结合三元合金氧化热力学-动力学氧化相图，并通过理论计算和实验结果研究分别绘制了四元Fe-Cr-Al-O和Cu-Zn-Al-O体系在高氧压下的氧化图，分析了Cr在Fe-Cr-Al合金以及Zn在Cu-Zn-Al合金中的第三元素效应，提出了一种新的具有一定普适性的第三元素效应作用机制。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 92 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17072]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 高锋. Fe-Cr-Al/Cu-Zn-Al合金高温氧化中的第三元素效应（TEE）研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。