摘要：本文主要利用了X射线衍射分析（XRD）、扫描电镜分析（SEM）等方法，对定向凝固DZ445合金在高温氧化的行为，分为830℃和930℃两组分别对1h和10h两个时间条件进行初步地研究。实验结果表明：温度越高或者时间越长，镍基合金DZ445上的Ti、Ta氧化物越多，可以有效保护基体，防腐蚀、抗氧化。Cr元素主要对合金产生固溶强化，增加其屈服强度、硬度、热强性；Al元素含量达到一定量时，可使合金产生钝化现象，使其抗腐蚀，并且在内氧化层生成Al2O3保护基体，抗氧化，氧化铝膜一般比氧化铬膜具有更高的抗氧化能力和较低的氧化速度；内层的Ta抑制了Al向外扩散，形成了氧化铝的内氧化层,使得氧化膜生长速率降低，抑制生长，降低氧化速率。

关键词： DZ445；高温合金；氧化行为

The study on high temperature oxidation behavior of directionally solidified DZ445 alloy

Abstract: This paper mainly uses X-ray diffraction analysis(XRD), scanning electron microscope analysis(SEM) and other methods to determine the behavior of directional solidification DZ445 alloy in high temperature oxidation. Divided into 830 ℃ and 930 ℃, the two time conditions of 1h and 10h were initially studied. The experimental results show that the higher the temperature or the longer the time, the more Ti and Ta oxide on the nickel-based alloy DZ445 can effectively protect the matrix, prevent corrosion, and prevent oxidation. The Cr element mainly produces solid solution reinforcement to the alloy, increasing its yield strength, hardness, and thermal strength; When the content of Al elements reaches a certain amount, the alloy can be passivated to make it resistant to corrosion, and Al2O3 protective matrix is formed in the internal oxide layer. Antioxidant, aluminum oxide film generally has higher antioxidant ability and lower oxidation speed than Chromium oxide membrane.; The Ta in the inner layer inhibit the outward diffusion of Al and form an internal oxide layer of aluminum oxide, which reduces the growth rate of the oxide film, inhibits growth, and reduces the oxidation rate.

Key Words : DZ445; High temperature alloy; Oxidation behavior

目录

1 绪论 1

1.1 高温合金的简介 1

1.2 高温合金的分类 2

1.2.1 按基体元素种类分类 2

1.2.2 按合金强化类型分类 2

1.3 高温合金的强化 3

1.3.1 高温合金的强化基础 3

1.3.2 高温合金的第二相强化 3

1.4 定向高温合金 3

1.5 合金的氧化 4

1.5.1 合金的内氧化 4

1.5.2 合金的外氧化 5

1.6 研究课题的目的及意义 5

2 实验方法 6

2.1 实验合金 6

2.2 实验内容 6

2.2.1 试样制备及氧化实验前准备工作 6

2.2.2 高温氧化实验 6

2.2.3 样品氧化层的表征 7

2.3 主要实验设备 7

2.3.1 高温箱式炉 7

2.3.2 X射线衍射仪 8

2.3.3 扫描电镜 8

2.3.4 镶嵌机 9

2.3.5 辅助设备 9

3 实验分析与讨论 10

3.1 氧化产物的XRD物相分析 10

3.2 DZ445合金的氧化膜表面形貌分析 12

3.3 DZ445合金的氧化膜横截面分析 20

3.4 讨论 23

4 结论 24

致 谢 25

参考文献 26

1 绪论

1.1 高温合金的简介

高温合金是指主要以铁、镍和钴为基础的一种金属材料。可以在高温下，且具备一定的应力条件下进行长期工作。高温合金可以在高温下具有良好的可靠的使用性和稳定的组织性。

高温合金是各个领域广泛应用的重要材料。根据高温合金组成的基体元素不同，可分为铁基、镍基和钴基高温合金三类。对于耐高温使用的部件，镍基高温合金常常添加一些难熔金属。镍基高温合金在高温合金领域占有特殊的重要地位。

到目前为止，国际市场上高温金属合金的消耗量为每年30万吨。它广泛应用于各个领域。在过去的几年中，全球航天产业对新能源飞机有着强烈的需求。目前，空客和波音公司有超过10000架此类飞机等待交付。而精密机械公司是全球高温合金复杂金属零件及制品制造的龙头企业，也为航天、化工、石油天然气冶炼和污染防治行业提供所需的镍和碳。高温合金。公司精密零件是波音、空客、劳斯莱斯、庞巴迪等军工企业指定的备件制造商。