Ti-46.5Al-5Nb合金在空气中的氧化行为

摘要

研究了Ti-46.5Al-5Nb合金(原子分数,％)合金在900℃和1000℃下的高温氧化性能.结果表明,Ti-46.5Al-5Nb合金合金在900℃和1000℃形成的氧化膜具有与TiAl合金同样的分层结构,外层TiO<,2>,内层TiO<,2>和Al<,2>O<,3>混合物,在内外层间有一富Al<,2>O<,3>的中间层.但由于形成连续保护性Al<,2>O<,3>内阻挡层,从而使膜的增长速率有所下降.在接近氧化膜的基体上能看到明显的Nb沿晶界的扩散通道,从而使Nb在金属/氧化膜界面富集.Nb的加入,对粘附性有一定影响.Nb可能通过几方面影响氧化:一、Nb<'5+>离子存在于TiO<,2>晶格中,一方面降低了Al<'3+>阳离子在TiO<,2>的溶解度,另一方面,降低了氧空位数量,从而有利于Al<,2>O<,3>内阻挡层的生成.二、Nb在界面处富集,可能降低了Ti活度,而有利于抗氧化性的提高,另外,Nb可能对β-Ti(bcc)有稳定作用,在β相中,Al扩散要快于α相,氧溶解度要小于α相,从而阻碍内氧化,而促使Al<,2>O<,3>外氧化.