β型Ti-Mo-O合金的高温氧化及相析出行为

摘要

利用OM、XRD、EPMA、维氏硬度计并结合第一性原理计算调查了Ti-15Mo-xO（x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5，质量分数，%）合金在873和1073 K下的氧化行为，以及837 K下的α相析出行为。结果表明，在873 K，氧化产物均由TiO2、Ti3O和Ti6O组成，且O含量对合金的氧化行为无明显影响，均主要由Ti向基体外扩散控制。在1073K，尽管各合金的氧化产物均为TiO2，但O含量对合金的氧化行为具有明显影响：低O合金中，氧化过程由O与基体金属的氧化反应和O向基体内扩散共同控制；而随O含量增加，其转变为O向基体内扩散，抗氧化性能显著提高。在873 K下时效10和100 h后，析出的α相随O含量和时效时间的增加而增多，富Mo贫O的β相晶格常数减小，富O贫Mo的α相c值增大，a值基本不变，c/a值增大。时效前后合金硬度随O含量增加而增大，然而，在相同O含量条件下，随着α相的析出，合金元素Mo和O在两相中重新分配，导致时效后合金的硬度降低。