Si對Hastelloy N合金氧化性能的影響.pdf

1、Hastelloy N合金是專門為熔鹽堆研發(fā)的一種Ni-16Mo-7Cr-4Fe系鎳基高溫合金，能夠滿足熔鹽堆所需的抗腐蝕性能和強度要求。在熔鹽堆中，合金中的Cr會與熔鹽中的氟化物反應(yīng)，基于安全與抗腐蝕考慮，合金中Cr含量控制在7％左右。但鎳基高溫合金中Cr含量達(dá)到15％以上才能擁有良好的抗氧化性能。因此，Hastelloy N合金的高溫抗氧化性能尚有待進(jìn)一步提高。
　　本文利用磁控鎢極電弧爐制備了NM6Mo-7Cr-4Fe-xS

2、i(wt.％)HastelloyN合金。采用不連續(xù)稱重法，研究了不同Si含量的Hastelloy N合金在700℃、850℃高溫下的恒溫氧化行為以及850℃高溫下的循環(huán)氧化行為。通過記錄不同Si含量的合金氧化增重數(shù)據(jù)，繪制氧化動力學(xué)曲線。利用掃描電鏡(SEM)、能譜分析儀(EDS)、X射線衍射儀(XRD)以及電子探針(EP MA)對氧化試樣的表面及截面形貌、物相組成進(jìn)行了分析。
　　結(jié)果表明:添加Si元素能顯著的提高Hastell

3、oy N合金的抗氧化性能。隨著Si含量的升高，合金氧化膜厚度減小，表面氧化產(chǎn)物細(xì)化且均為尖晶石狀氧化物。在700℃/100h恒溫氧化條件下，實驗合金平均氧化速率隨Si含量的增加逐漸減小，均未發(fā)生氧化層剝落現(xiàn)象，所有合金均達(dá)到完全抗氧化級。在850℃/100h恒溫氧化條件下，氧化膜出現(xiàn)開裂和剝落現(xiàn)象，氧化速率隨Si含量的增加逐漸變小，所有合金均達(dá)到抗氧化級。在700℃時氧化膜組成基本一致，氧化層呈現(xiàn)分層結(jié)構(gòu)，最外層為NiO、NiFe2O4

4、、NiMn2O4，內(nèi)層為Cr2O3、MoO2等氧化物。850℃恒溫氧化時，最外層為NiO、NiFe2O4等復(fù)合氧化物，中間層為Cr2O3、MoO2等氧化物。兩種溫度條件下，當(dāng)Si含量達(dá)到05％時，在合金氧化層與基體界面出現(xiàn)SiO2層，由于在氧化層與基體界面處形成連續(xù)致密的SiO2層，提高了合金的抗氧化性能。
　　研究了不同Si含量的HastelloyN合金在850℃的循環(huán)氧化行為。隨著Si含量的增加，合金的氧化增重逐漸減小。循環(huán)氧