纳米晶和粗晶Fe-0.5Si合金的高温氧化行为

摘要

利用机械合金化方法制备了纳米晶(NC)Fe-0.5Si合金(质量百分数,下同),研究了该合金在900℃和1000℃流动纯氧气中的氧化行为,并与相同条件下利用电弧熔炼方法制备的粗晶(CG)Fe-0.5Si合金的氧化行为进行比较.两种Fe-Si合金都形成了类似的混合氧化物层结构(Fe2O3+Fe3 O4+FeO+SiO2).两个试验温度下,NC Fe-0.5Si表现出比CG Fe-0.5Si更快的氧化速度.这是由于NC Fe-0.5Si合金具有更多的晶界,促进了Fe向外扩散和氧向内扩散,从而使氧化速度明显提高.虽然NC Fe-0.5Si较CGFe-0.5Si形成的混合氧化物层中SiO2的体积分数明显提高,但Fe和氧扩散的绝对速度仍然增大.纳米化降低了Fe-0.5Si合金的抗高温氧化性能.