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本文以Co-Re-Cr,Co-Re-Cr-Al和Co-Re-Cr-Si模型合金作为研究对象,研究其在1000-1300℃下的高温氧化行为。研究结果有助于进一步发展多元合金高温氧化理论,为商业高温合金的设计与制备提供理论依据,满足涡轮机工业对高温材料优异性能日益增长的需求,这对开发新型超高温合金具有重要的指导意义。(1)研究了在1000-1300℃下,Co-20Re-20Cr,Co-20Re-25Cr和Co-20Re-30Cr合金在3.04×10-5 Pa O2(低氧压)下的高温氧化行为。三种合金均出现氧化失重现象,合金中Cr含量越高和氧化温度越低,氧化失重就越小,合金的抗高温氧化性能就越好。在这三种合金表面生成的氧化膜非常厚,氧化膜的分层情况为非常厚的CoO和C℃r2O4外层氧化膜,极薄的内层Cr2O3氧化膜。由于氧化温度较高,外层氧化膜产生了开裂甚至剥落现象。总的来说,Co-20Re-30Cr合金的抗高温氧化性能相对最好。(2)研究了在1000-1300℃下,Co-20Re-25Cr-5Al,Co-20Re-25Cr-7Al和Co-20Re-25Cr-10Al合金在高、低氧压下的高温氧化行为。三种合金在0.1 MPa纯O2(高氧压)条件下,呈现出氧化失重状态,所生成的氧化膜很厚,外层氧化膜主要是CoO和(Co,Cr,Al)混合氧化物。氧化膜与基体之间产生了横贯裂纹,导致氧化膜剥落。在上述条件下,合金的抗氧化性能不够理想,进而研究了在3.04×10-5 Pa O2(低氧压)条件下的氧化。而在3.04×10-5 Pa O2条件下,则出现了截然相反的氧化行为,所有合金均为氧化增重状态,并且大多数合金的氧化均符合抛物线规律。这三种合金均形成了具有保护性的Cr2O3氧化膜,在贫Cr区均发生了Al元素的内氧化。由于Cr和Al元素之间的协同作用,极大地提高了合金在低氧压下的抗高温氧化性能。(3)研究了在1000-1300℃下,Co-20Re-25Cr-1Si,Co-20Re-25Cr-2Si和Co-20Re-25Cr-3Si合金在高、低氧压下的高温氧化行为。三种合金在0.1 MPa纯O2(高氧压)条件下,也是呈现出氧化失重状态,但总体氧化情况要优于Co-Re-Cr-Al合金。合金的截面分层情况比较明显,外层是较厚的CoO和(Co,Cr)混合氧化物,内层生成了极薄不连续的Cr2O3氧化膜,Cr2O3氧化膜下方均发生了Si元素的内氧化。在上述条件下,合金的抗氧化性能不够理想,进而研究了在3.04×10-5 Pa O2(低氧压)条件下的氧化。而在3.04×10-5 Pa O2条件下,三种合金均很好地遵循抛物线规律。与在高氧压条件下不同的是,生成的氧化膜很薄,表面主要是(Co,Cr)混合氧化物。这三种合金大都生成了连续且致密的Cr2O3氧化膜,阻碍了Re的氧化物向外蒸发。Si元素在贫Cr区发生了内氧化,在Cr2O3层下方接近合金基体处呈现半连续生长状态。由于Cr和Si之间的协同效应,使得合金在低氧压下的抗高温氧化性能得到大幅提升。