硅对Ni-15Cr-4Al三元合金在900℃和1000℃氧化行为的影响

摘要

本文通过三元Ni-15Cr-4Al合金、四元Ni-15Cr-2Si-4Al和Ni-15Cr-4Si-4Al合金在900℃和1000℃纯氧中的氧化实验，研究了添加不同含量的Si对Ni-15Cr-4Al合金氧化行为的影响。三元Ni-15Cr-4Al合金在氧化初期生成NiO外氧化膜同时发生铬和铝的内氧化，随后在外氧化膜下生成氧化铬膜并发生铝的内氧化。向三元合金中添加2 at.% Si在氧化初期就可完全抑制Ni的氧化，但不足以使合金生成保护性的Al2O3膜。向三元合金中添加4 at.% Si，于900℃可令合金表面的局部区域（约占合金表面积的30%）生成保护性氧化铝膜，而其它余部位仍然生成氧化铬膜并发生硅和铝的内氧化。而于1000℃，此合金仍只能生成氧化铬膜并发生硅和铝的内氧化。合金中内氧化物体积分数超过某临界值后可以使合金发生最活泼组元的外氧化，我们把基于此建立的三元合金中第三组元作用的机制扩展到四元合金中，来解释本研究中合金氧化模式的转变。