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《多元銅鎳基合金的高溫氧化行為研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、密級：非密碩士學(xué)位論文中圖分類號：TG171多元銅鎳基合金的高溫氧化行為研究學(xué)位類型：學(xué)術(shù)型學(xué)位：學(xué)科（專業(yè)學(xué)位類別）材料科學(xué)與工程作者姓名：曹獲導(dǎo)師姓名及職稱：彭成章教授學(xué)院名稱：機(jī)電工程學(xué)院論文提交日期：2015年5月24日多元銅鎳基合金的高溫氧化行為研究學(xué)位類型學(xué)術(shù)型學(xué)位學(xué)科（專業(yè)學(xué)位類別）材料科學(xué)與工程作者姓名曹獲作者學(xué)號12010302009導(dǎo)師姓名及職稱彭成章教授學(xué)院名稱機(jī)電工程學(xué)院論文提交日期2015年5月24日學(xué)位授予單位湖南科技大學(xué)Studyonhigh-temperature
2、oxidationbehaviorofthemultielementcopperandnickelbasedalloyTypeofDegreeAcademicDegreeDisciplineMeterialScienceandEngineeringCandidateCaoHuoStudentNumber12010302009SupervisorandProfessionalTitlePengChengzhangProfessorSchoolSchoolofElectromechanicalEng
3、ineeringDateMay24th,2015UniversityHunanUniversityofScienceandTechnology摘要本文采用真空熔煉爐制備多元銅鎳基合金，并對合金進(jìn)行均勻化處理。利用金相顯微鏡、XRD、SEM和顯微硬度計對多元銅鎳基合金的組織結(jié)構(gòu)、硬度和高溫氧化行為進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明Si元素能顯著提高銅鎳合金的硬度，但不能提高銅鎳合金的高溫抗氧化性能，Cr、Al、Zr、稀土等元素對合金的高溫抗氧化性能均有不同程度的提高。（1）Cu-Ni-Cr合金的鑄態(tài)組織由α
4、-Cu相和β-Cr相組成，退火后，合金的顯微組織細(xì)化，一部分Cr被固溶在α-Cu相中。Cu-Ni-Cr合金在高溫氧化過程中容易產(chǎn)生氧化脫落，其抗氧化性能較差。（2）Cu-Ni-Cr合金中添加鋁元素，Al含量為4wt.%時，合金組織中產(chǎn)生少量的NiAl相，NiAl相的含量隨著Al含量增加而增加。Al含量為8wt.%時，NiAl相在退火后全部固溶于基體中，Al元素的添加使β相成小顆粒均勻分布于基體上。Al含量為12wt.%時，退火后有NiAl相在晶界處析出。實驗結(jié)果表明合金中添加8wt.%Al元素為
5、合適，氧化時在合金表面形成Al2O3膜層，對合金的抗氧化性能有一定的提高。（3）Cu-Ni-Cr-Al合金中添加硅元素，合金的組織中生成Ni2Si相，隨著合金中Si元素的增加NiAl相逐漸減少，Ni2Si相強(qiáng)度比基體相高，起到第二相強(qiáng)化的作用，使合金的硬度顯著增大。而合金氧化實驗表明Si元素添加進(jìn)Cu-Ni-Cr-Al合金中不能改善合金的氧化性能。（4）Cu-Ni-Cr-Al合金中添加鋯元素，合金織中Zr元素主要聚集在晶界上。試驗溫度為700℃時，鋁的氧化物主要以θ-Al2O3等亞穩(wěn)相存在，氧化
6、過程中部分θ相轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Al2O3，發(fā)生體積收縮，產(chǎn)生氧化物開裂與剝落。試驗溫度為800℃時，在合金表面快速形成連續(xù)的Al2O3氧化物膜，在氧化膜下形成了顆粒狀的富Cr氧化物的內(nèi)氧化層。試驗溫度為850℃時Al2O3氧化膜和富Cr內(nèi)氧化層厚度均增大。850℃氧化溫度下，有利于θ-Al2O3亞穩(wěn)相快速轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Al2O3或Al、O原子直接生成α-Al2O3。（5）Cu-Ni-Cr-Al-Zr合金中添加少量稀土元素Ce，Ce與合金中的各元素形成高熔點化合物，這些化合物常以極微細(xì)顆粒懸浮于熔體之中，氧
7、化時阻礙Cr、Al和其他元素的擴(kuò)散，在合金表面很快形成一層薄的Cr2O3氧化膜，不能完全阻止氧和金屬原子的擴(kuò)散，合金中的Al向表面擴(kuò)散。表面的Cr2O3氧化膜i上形成了一層Al2O3氧化膜。Cr2O3氧化膜和Al2O3氧化膜非常薄與基體結(jié)合緊密，提高了氧化膜與基體合金的粘附性能和抗高溫氧化性能。關(guān)鍵詞：多元銅鎳基合金；組織結(jié)構(gòu)；硬度；高溫氧化iiABSTRACTThemultielementcopperandnickelbasedalloywerepreparedbyvacuummeltingi
8、nthispaper,andthealloyhomogenizationprocessing.Bymeansofmetallographicmicroscope,XRD,SEMandmicrohardnessmeterformultiplestructureofcopperandnickelbasealloy,hardnessandhightemperatureoxidationbehaviorwerestudied.TheresultsshowedthatSielementcansignifi
