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镍基高温合金是高温合金中应用最广泛的合金材料。随着航空航天等领域的发展,对发动机推力及涡轮入口温度等参数提出了更高的标准,使所用的高温合金应具有更好的综合性能。因此需要更深入对高温合金进行研究,优化合金成分、改进生产工艺、提高合金高温性能。本文比较系统的研究了合金成分和预氧化温度对Ni-8A1系列合金高温抗氧化性能的影响,为镍基高温合金的实际应用提供一定的理论依据。本文采用粉末冶金方法制备不同Mo含量的Ni-8Al-xMo(x=0,5%,10%and15%)合金以及不同 Mo、Y203含量的 Ni-8Al-xMo-yY203(x=5%,10%and 15%,y=0.2%,0.5%and 0.80%)合金,研究不同成分合金在 1000℃下氧化100h的高温抗氧化性能。选取Ni-8Al-5Mo-(0.5、0.8)Y203和Ni-8A1-10Mo-(0.5、0.8)Y203 四种合金分别在 450℃、650℃、850℃、1000℃预氧化处理1h后,再与未经预处理的合金在1000℃下循环氧化10h,对比其高温抗氧化性能,结果表明:1.合金氧化最初期氧化规律呈直线型;进一步氧化时,合金氧化规律处于一种过渡段;随着氧化的继续进行,氧化膜开始变厚,合金氧化速度逐渐变小,氧化规律呈现抛物线趋势。2.Ni-8Al-xMo(x=0,5%,10%and15%)合金中高温抗氧化性能最好的是Ni-8Al-5Mo合金,其氧化增重约为0.65(mg/cm2),并且氧化膜最平整、完好,与基体的结合也最紧密;高温抗氧化性能最差的是Ni-8A1合金,其氧化增重约为1.84(mg/cm2);4种不同Mo含量合金基体主要由Ni3Al相组成,氧化膜主要由A1203和部分NiO相组成;合金中Mo含量达到10%以上时,容易析出TCP相,大量TCP相的生成对高温合金的高温性能有不利的影响。但综合来说,Mo的添加提高了 Ni-8A1合金的高温抗氧化性能。3.Ni-8Al-xMo-yY203(x=5%,10%and 15%,y=0.2%,0.5%and 0.8%)合金在1000℃下氧化100h后,Ni-8A1-10Mo-0.2Y2O3合金的氧化增重最小,大约为2.38(mg/cm2);Ni-8Al-15Mo-0.8Y2O3合金氧化增重最明显,大约为38.59(mg/cm2)。合金中基体相主要为Ni3Al相和部分Ni相,氧化物主要由NiO、A1203组成;Ni-8A1-10Mo-0.2Y203表面生成了相对较平整、连续和致密Al2O3膜,具有最佳的高温抗氧化性。4.Ni-8Al-xMo-yY203(x=5%,10%and15%,y=0.2%,0.5%and0.8%)合金高温抗氧化性能均随着Y203添加量的增加而变差,这主要是因为Y2O3未在合金中均匀的弥散分布,富含Y的相偏聚,甚至有些与镍相互作用形成低熔点共晶体,使合金脆化,性能降低;同时,Mo的氧化产物具有高挥发性,在1000℃高温下氧化时,氧化物基本全部挥发,会造成合金表面材料粉化,大大削弱了 Y203对氧化膜的改善作用。5.1000℃预氧化处理对Ni-8A1-10Mo-0.5Y203合金的改善效果最明显,其经1000℃预氧化处理1h再经1000℃循环氧化10h后的增重量约为(1.33mg/cm2)为未预氧化处理增重11.97(mg/cm2)的1/9。6.Ni-8Al-5Mo-(0.5、0.8)Y203 和 Ni-8A1-10Mo-(0.5、0.8)Y203 合金表面生成的氧化物主要是A12O3、NiO相和少量的M002、NiA1204相组成;合金表面的氧化膜均具有双层结构,即内层氧化物主要是A1203,外层则有疏松的大颗粒的镍氧化物或镍铝氧化物粘附在内层氧化物上。