论文部分内容阅读
本文研究了退火工艺对CuAl合金高温抗氧化性能的影响,采取对比手段,分别选用H2和Ar为保护气氛进行退火实验,并比较单一退火气氛退火后试样表面氧化膜的质量以及合金的高温抗氧化性能。随后进行两阶段退火实验,即使试样先在H2气氛中退火继而再在Ar气氛中退火,并与一步退火实验结果相比较,分析两阶段退火工艺对提高CuAl合金高温抗氧化性能的作用。对CuAl0.(2表示合金中Al的含量为0.2wt%,下同),CuAl0.5,CuAl1.0以及CuAl2.0分别经H2和Ar气氛保护下的退火处理,研究不同Al含量以及不同退火气氛对合金高温氧化速率的影响。随后将上述在H2气氛中退火的一部分试样再在Ar气氛中进一步退火,研究两阶段退火中自生成Al2O3层的生长过程及氧化膜的性质,并研究两阶段退火工艺对合金高温氧化速率的影响。用SEM观察退火后的合金表面形貌同时采用EDX进行能谱分析;用EPMA检测样品表面的合金元素分布情况;用SIMS研究合金元素的表面浓度深度剖析;并采取对接TEM手段进行断面界面分析。研究结果表明退火工艺可有效提高CuAl合金的高温抗氧化性,但退火工艺不同提高效果不同。H2气氛为退火保护气氛时,由于H2气氛中的O2分压较低,能够在退火过程中生成连续的Al2O3氧化层,但氧化膜很薄对Cu元素的向外扩散和O元素的向内扩散虽有阻滞作用,但并不明显。Ar气氛为退火保护气氛时,O2分压较高,退火时虽能形成较厚的Al2O3氧化层,但同时内部的铜也会被氧化。两阶段退火后,在H2气氛中的预处理时生成的较薄的Al2O3氧化层在Ar气氛中既保护了阻滞了Cu的扩散也阻滞了O的扩散,同时继续生成Al2O3氧化层。至此,两阶段退火有效地改善了一步退火的不足,得到了保护性更强的Al2O3氧化层,大大提高了CuAl合金的高温抗氧化性。