Cr23Ni13钢的高温氧化动力学及其组织变化研究

摘要

本文选用Cr23Ni13合金钢，分别在900℃、1100℃、1200℃三种温度下对其进行长时间恒温氧化，并利用增重法绘制该钢的高温氧化动力学曲线，研究该钢的氧化遵从的时间定律和氧化速度常数，判断氧化膜的粘附性与自愈能力，评价该钢在高温时抗氧化腐蚀的性能。用显微硬度仪测定合金的硬度，分析其硬度随氧化时间变化的情况，绘制该钢的显微硬度随时间变化的曲线。并用OLYMPUSPME-311U金相显微镜观察了该钢的组织形貌，对其组织变化进行了研究。　　研究结果表明，Cr23Ni13合金钢在900℃时具有良好的抗氧化性能，但随着氧化温度的升高，合金氧化的速度开始明显提高。在1200℃时合金氧化曲线变化规律已接近直线规律，这说明合金在此温度下抗氧化性能较差。由于合金在高温时析出第二相，三个温度下试样的硬度随保温时间变化的趋势都呈现出如下特点：在氧化初期曲线有较大的起伏，随后试样的硬度值随保温时间增加而逐渐降低；氧化500h小时以后，随着保温时间的增加其硬度又逐渐增高。金相实验表明，在合金内部出现了明显的孪晶组织，并析出了第二相，合金的硬度随第二相的析出发生变化，该结果与硬度测试实验中的结果符合。

目录

文摘

英文文摘

哈尔滨工程大学学位论文原创性声明

第1章绪论

1.1引言

1.2高温合金简介

1.3高温合金分类

1.4高温合金的发展历史

1.5金属高温氧化简介

1.5.1金属高温氧化的定义及过程

1.5.2材料高温氧化的发展方向

1.6金属高温氧化热力学

1.6.1金属氧化的自由能判据

1.6.2反应物质化学热力学稳定性

1.6.3金属氧化的△G0-T图

1.7金属高温氧化动力学

1.7.1金属氧化膜的稳定性

1.7.2金属氧化膜的生长速度

1.8双相不锈钢简介

1.8.1双相不锈钢的定义

1.8.2双相不锈钢的化学成分和组织

1.8.3双相不锈钢的特性

1.8.4双相不锈钢的二次析出相

1.9铁基耐热合金

1.10本论文主要研究工作

第2章试样制备及实验装置

2.1试样材料

2.2实验设备

2.3试样制备

2.3.1试样制备

2.3.2钳锅的焙烧

2.3.3实验前试样称重

2.4 Cr23Ni13钢高温氧化实验方法

2.5 Cr23Ni13钢显微硬度测定及显微组织结构分析方法

2.5.1金属显微硬度测定实验原理

2.5.2影响金属显微硬度的主要因素

2.5.3金属显微硬度测定实验过程

2.6 Cr23Ni13钢显微组织结构分析

2.7本章小结

第3章Cr23Ni13钢高温氧化动力学研究

3.1金属氧化膜的保护性

3.2金属氧化动力学规律

3.3 Cr23Ni13钢氧化动力学曲线的建立

3.3.1900℃时的氧化动力学曲线

3.3.2 1100℃时的氧化动力学曲线

3.3.3 1200℃时的氧化动力学曲线

3.4 Cr23Ni13钢抗氧化性能的综合分析

3.5本章小结

第4章Cr23Ni13钢时效及组织分析

4.1显微硬度测定实验

4.1.1 900℃时硬度及时效分析

4.1.2 1100℃时硬度及时效分析

4.1.3 1200℃时硬度及时效分析

4.2 Cr23Ni13钢显微硬度随时间变化综合分析

4.3 Cr23Ni13钢金相组织实验

4.3.1合金钢在900℃时氧化的显微组织

4.3.2合金钢在1100℃时氧化的显微组织

4.3.3合金钢在1200℃时氧化的显微组织

4.3.4 Cr23Ni13合金钢高温氧化后的组织变化

4.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢