GH2135合金高温抗氧化性能和腐蚀性能研究

摘要

本文通过GH2135合金表面Cr化处理对抗高温氧化、腐蚀性能的影响研究,结合多种检测手段进行分析,得到如下结论:
　　在实验范围,合金表面处理最佳工艺为合金在0.5wt.％Na2CrO4溶液中浸泡30s后,再在600℃下真空热处理,可获得无毒性3价表面Cr化膜,并具有良好的抗氧化性能。GH2135合金Cr化膜表面主要以Fe(Cr)O3尖晶石结构为主,同时还有少量的Cr2O3生成。
　　在氧化实验温度范围内,GH2135合金由于表面发生剥落现象导致氧化动力学曲线上下波动。初始表面生成富Fe氧化相,而次表面生成含Cr的尖晶石结构氧化物。Na热处理合金氧化后,表面形成一层连续致密的氧化膜,成分与原始合金次表面生成物相类似,表现出良好的抗高温氧化性能。
　　GH2135合金在Na2SO4盐热腐蚀过程中,温度为500℃时,合金的腐蚀增重随时间地延长而增加,而600℃~700℃时,腐蚀初始阶段重量降低,并存在明显的孕育期。在实验条件下,Na热处理合金抗Na2SO4腐蚀综合性能最好。
　　不同表面形态的合金经500、600和700℃在Na2SO4+20wt.%NaCl混合盐中的腐蚀动力学曲线符合抛物线规律。GH2135合金表面生成Fe2O3为主的氧化膜,随着氧化时间延长,表面出现裂纹,引起Fe2O3剥落。GH2135合金在混合盐中的腐蚀过程中,表面快速生成Fe的氧化物,由于应力得不到释放,发生剥落现象。Na热处理合金在混合盐中腐蚀过程中首先Cr化膜与腐蚀盐发生碱性熔融,消耗尖晶石结构氧化膜,然后发生类似GH2135腐蚀过程。
　　在腐蚀过程中,腐蚀层的形成机理是合金中的Fe元素向外扩散,形成Fe氧化物,Ni向内部扩散。

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第一章 绪论

1.1飞机紧固件的作用

1.2 GH2135合金

1.3铁合金铬化处理

1.4高温氧化

1.5热腐蚀机理

1.6 本文研究的意义与内容

第二章 实验方法

2.1引言

2.2 实验材料选择

2.3 表面处理工艺

2.4 氧化腐蚀实验

2.5合金检测方法

2.6 实验技术路线

第三章 GH2135铁基高温合金高温氧化行为

3.1 表面处理工艺

3.2实验结果

3.3讨论

3.4本章小结

第四章 GH2135合金在Na2SO4中的腐蚀行为

4.1腐蚀动力学分析

4.2 XRD物相分析

4.3 GH2135合金腐蚀形貌

4.4 Na热处理合金腐蚀形貌

4.5 K热处理的合金涂敷Na2SO4腐蚀100h的表面形貌

4.6表面形态为Na未热处理的合金

4.7讨论

4.8本章小结

第五章 GH2135在Na2SO4+20wt.%NaCl盐中腐蚀行为

5.1 Na2SO4+20wt.%NaCl混合盐热腐蚀

5.2 XRD物相分析

5.3 GH2135合金腐蚀形貌

5.4 Na热处理合金腐蚀形貌

5.5 K热处理合金表面形貌

5.6讨论

5.7本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢

附录：攻读硕士期间发表论文