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GH1140鐵基高溫合金（化學成分）恒溫氧化行為研究
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-09-25
以典型的鐵基高溫合金GH1140為例，通過測定其氧化動力學參數，研究其氧化規律，了解氧化膜的生長和損毀機制以及探索影響高溫抗氧化性的因素，以達到減少或抑制高溫氧化損失途徑的目的，對相關研究具有一定的借鑒作用。
? ?鐵基高溫合金是在18-8類型奧氏體不銹鋼基礎上發展起來的高溫材料，鋼中通過添加少量鎢、鉬、鋁和鈦等合金元素進行復合固溶強化，使鋼具有良好的抗氧化性、高的塑性、一定的熱強性和良好的疲勞性能，用于制造850℃以下工作的噴氣式發動機燃燒室和加力燃燒零部件等。高溫合金的氧化行為、重要活性元素效應的作用機制及氧化產物分析技術，是目前高溫氧化領域最受重視的研究內容。本文以典型的鐵基高溫合金GH1140為例，通過測定其氧化動力學參數，研究其氧化規律，了解氧化膜的生長和損毀機制以及探索影響高溫抗氧化性的因素，以達到減少或抑制高溫氧化損失途徑的目的，對相關研究具有一定的借鑒作用。
實驗用料為鐵基固溶強化合金GH1140，其化學成分(質量分數，%)為：0.08C，21.6Cr，0.44Al，0.91Ti，2.31Mo，37.42Ni，1.63W，余為Fe。生產工藝流程為：電弧爐冶煉+電渣重熔→鍛造開坯→熱軋開坯→冷軋2mm成品板材。將合金坯料切割成2mm×10mm×20mm試樣，用金相砂紙打磨至600#，用酒精、乙醚清理試樣表面油污，干燥后備用。在箱式電阻爐(控溫精度為±10℃)內進行。出爐時快速加蓋，防止氧化物崩落。實驗溫度分別為750、800、850、900和950℃，在氧化一定時間(1、3、5、10、25、50、75和100h)后，從坩堝中取出冷卻至室溫稱重。將實驗溫度為750～950℃的試樣，每個溫度連續氧化100h后，測氧化前后重量的變化，求其氧化速率。
GH1140合金在750～900℃恒溫靜態氧化100h后，生成以Cr2O3為主的保護性氧化膜，且900℃以下均無氧化膜的脫落現象發生，說明氧化膜與基體的粘附性較好，起到了抑制氧化的作用。GH1140合金在750～900℃氧化時氧化動力學遵循拋物線規律，合金氧化增重均隨溫度的升高而增加，在950℃氧化時氧化動力學近似遵從直線規律，且有少量氧化膜剝落。通過抗氧化性能測試，GH1140合金在950℃以下氧化速率＜0.1(g/m2·h)，為完全抗氧化級。GH1140在800℃發生內氧化的跡象，且隨溫度升高氧化膜更加不均勻。GH1140的高溫抗氧化性較鎳基、鈷基高溫合金要弱，所以一般在850℃以下使用。
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