【摘 要】
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传统合金在高温应用上已经达到温度极限,难熔合金是解决这问题的材料之一,但难熔合金的高温抗氧化性相对较差,严重制约了其应用。提高难熔合金的高温抗氧化性的方法有很多种,但主要依赖于涂层保护法。复杂难熔浓缩合金为提高合金的高温抗氧化性提出了新的设计理念。然而,复杂难熔浓缩合金的氧化还没有统一的描述,本文对复杂难熔浓缩合金TaWTiAl的氧化行为进行了深入的研究,讨论随着氧化温度的升高和氧化时间的延长,T
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传统合金在高温应用上已经达到温度极限,难熔合金是解决这问题的材料之一,但难熔合金的高温抗氧化性相对较差,严重制约了其应用。提高难熔合金的高温抗氧化性的方法有很多种,但主要依赖于涂层保护法。复杂难熔浓缩合金为提高合金的高温抗氧化性提出了新的设计理念。然而,复杂难熔浓缩合金的氧化还没有统一的描述,本文对复杂难熔浓缩合金TaWTiAl的氧化行为进行了深入的研究,讨论随着氧化温度的升高和氧化时间的延长,TaWTiAl合金在空气中氧化后氧化膜的变化,并对简单三元合金TaWAl(TWA)和复杂难熔浓缩合金TaWTiAl(TWTA)的氧化动力学进行对比,得到的结果如下:(1)在900℃下进行氧化时,热压烧结制备的合金TWA在氧化初期形成了Al2O3氧化外层和(Ta2O5+WO3+Al2O3)固溶体氧化内层,在氧化后期氧化膜发生剥落和粉化,氧化动力学曲线在氧化初期遵循抛物线规律,在氧化后期呈现直线规律。(2)在900℃下进行氧化时,热压烧结制备的两种TWTA合金形成了连续的混合氧化物层,氧化动力学曲线遵循抛物线规律,且两种合金均达到抗氧化级别。(3)随着氧化温度的升高,热压烧结制备的合金TWA的抗氧化时间持续缩短,抗氧化性减弱。热压烧结制备的两种TWTA合金的氧化动力学曲线从抛物线变成直线,且随着Ti含量的增加,合金内应力减少,从而提高合金的抗氧化性。(4)真空悬浮熔炼制备的TWTA-2-X在1000℃下进行氧化时,在氧化初期形成连续固溶体和少量TiO2的氧化层,在氧化后期形成连续的混合固溶体和少量TiO2、Al2O3层,阻碍了合金的氧化。利用真空悬浮熔炼法制备合金,有效的避免了热压烧结制备合金中出现的元素富集、氧含量较高,优先氧化等现象,提高了合金的抗氧化性。
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