Co-Mo-Cr-Si体系相关系及其耐液锌腐蚀性能的研究

摘要

高温合金是一种十分重要的高温耐磨耐蚀材料，常常被用于航空航天以及民用工业领域。Tribaloy系列合金是一类具有良好的耐磨以及耐蚀性能的钴基高温合金，常被用于热浸镀锌领域来解决沉没辊以及锌锅的腐蚀问题。该合金是一类两相合金，可以通过改变化学成分来控制其显微组织以满足不同的条件下的使用需求，因此了解Co-Cr-Mo-Si四元系的相关系，对该系列合金的研究、开发与发展有重要的作用。
　　本工作首先利用平衡合金法实验测定了Co-Cr-Mo三元系800℃富钴角的相关系。对设计的15个平衡合金分析发现，在富钴角存在三个三相区以及五个两相区，分别为：(Co)+Co7Mo6+Co3Mo、(Co)+Co7Mo6+ω和(Co)+σ+ω三相区，(Co)+σ、(Co)+ω、(Co)+Co7Mo6、(Co)+Co3Mo以及Co7Mo6+Co3Mo两相区。
　　采用相消失法实验测定了Co-Cr-Mo-Si四元系800℃固定Co70 at.％的等温截面相关系。采用SEM-EDS结合X射线衍射对设计的89个合金分析发现，该截面内一共存在12个相区，其中有一个四相区：(Co)+Co3Mo+Co7Mo6+Co3Mo2Si，五个三相区：(Co)+Co3Mo+Co7Mo6、(Co)+Co7Mo6+Co3Mo2Si、Co3Mo+Co7Mo6+Co3Mo2Si、(Co)+Co3Mo+Co3Mo2Si和(Co)+αCo2Si+Co3Mo2Si，五个两相区：(Co)+αCo2Si、(Co)+Co3Mo2Si、Co3Mo+Co3Mo2Si、Co3Mo+Co7Mo6和(Co)+Co7Mo6，一个单相区：(Co)。该截面内的(Co)+Co3Mo2Si两相区存在的成分范围很宽，该相区内存在过共晶、共晶以及亚共晶三个区域，位于三个区域内的合金具有的化学和力学性能各不相同。
　　为了进一步研究位于(Co)+Co3Mo2Si相区内合金的性能，为钴基高温合金的开发提供实验数据，本工作实验测定了Co-Cr-Mo-Si四元截面内三个成分点合金的耐液锌腐蚀性能。研究结果显示液锌对合金的腐蚀是选择性的，合金内的（Co）相首先被侵蚀，Co3Mo2Si相由于具有较高的熔点难以被腐蚀，研究发现初生的块状Co3Mo2Si相比共晶Co3Mo2Si相更耐腐蚀，处于过共晶区域内的合金由于主要相为Co3Mo2Si相，其耐液锌腐蚀的性能比处于共晶以及过共晶区域内的合金更好。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 引言

第2章 文献综述

2.1 高温合金概述

2.2 钴基高温合金的发展与研究现状

2.3 钴基高温合金中的化学成分与相

2.4 耐液锌腐蚀材料的研究现状

2.5 Co-Cr-Mo-Si四元系相关系研究现状

2.6 研究内容

第3章 实验方法

3.1 相图测定方法

3.2 合金耐腐蚀性能的研究

第4章 Co-Cr-Mo富钴角实验测定

4.1 实验结果与讨论

4.2 本章小结

第5章 Co-Cr-Mo-Si四元系800℃的相关系测定

5.1 实验结果与讨论

5.2 本章小结

第6章 Co-Cr-Mo-Si合金耐液锌腐蚀性能的研究

6.1 设计合金的显微组织

6.2 腐蚀界面显微组织分析

6.3 腐蚀动力学分析

6.4 实验结果分析与讨论

6.5 本章小结

第7章 工作总结与展望

7.1 论文总结

7.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文