论文部分内容阅读
Ni-Cr-Al基合金在高温下具有突出的抗氧化、耐腐蚀性能,且其力学性能优异、具有很好的焊接性能,因而是洁净煤高温气体净化的理想材料。本文以Ni-Cr-Al基合金粉末、块体、多孔材料3种状态的材料为对象,利用静态增重法研究不同材料的氧化动力学,分别利用FE-SEM(EDS)、XRD和XPS方法观察分析不同材料的氧化膜形貌、物相及成分,并结合氧化动力学及氧化膜的组成进一步分析Ni-Cr-Al合金的高温氧化及预氧化机理,获得了优化的Ni-Cr-Al基材料成分及预氧化工艺,得到以下结论：(1)Ni-Cr-Al基合金粉末、块体在600℃时的氧化动力学均遵循抛物线规律,铝含量的增加及预氧化处理均可提高合金粉末及块体的抗氧化能力,但预氧化处理对合金粉末的抗氧化能力的改善效果更为明显。(2)当铝含量从4.5wt%增加到9.0wt%时,Ni-Cr-Al基合金粉末氧化膜的组成由Cr203和Al203的混合结构转变为单一的Al203氧化膜结构,而单一的Al203氧化膜更有利于合金抗氧化性能的提高；预氧化后粉末表面形成了较致密、连续的氧化膜,有效地抑制了粉末的进一步氧化。(3)Ni-Cr-Al基合金在600。C氧化时,生成Al203保护膜的临界Al含量理论计算值约为5.1at.%；Ni-Al体系和Ni-Cr体系形成外层NiO,内氧化层是Al、Cr氧化物的临界值分别是9.26at.%和12.02at.%。(4)Ni-Cr-Al基合金多孔材料在850-1000℃温度范围内进行预氧化时,温度为1000℃的氧化动力学曲线较平稳,预氧化效果最好。在1000℃氧化时,多孔材料表面初期产生了由Al203、Cr203、NiCr2O4组成的混合氧化物结构；随着氧化时间延长,铝含量为4.5wt.%的多孔材料表面氧化物以Cr203为主,而铝含量为9.0wt.%的多孔材料表面氧化物以Al203为主。(5)Ni-Cr-Al基合金多孔材料在850-1000℃温度范围内氧化时,开孔隙度、渗透率及最大孔径均随氧化时间的延长而减小,且随着温度的升高,其减小程度变大,但铝含量为9.0wt.%的多孔材料减小程度较小。