電子束精煉鎳基718合金的抗氧化性能研究.pdf

1、鎳基718合金是一種普遍使用的高溫合金材料，被廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機、燃?xì)廨啓C以及核電設(shè)備等方面。由于其使用環(huán)境溫度高，并且經(jīng)受燃?xì)饣蚝Ｑ蟠髿獾拈L時間侵蝕，因此需要具備優(yōu)異的高溫抗氧化、耐腐蝕性能，從而延長零部件的使用壽命，保證核心設(shè)備的正常運行。
　　目前，對于鎳基高溫合金抗氧化、耐腐蝕性能的研究重點主要為調(diào)整合金中Cr、Al、Si、Ti等防護性元素含量、添加稀土元素或氧活性元素以及涂覆富鋁涂層等方面，關(guān)于合金純度對抗氧化性能的影

2、響研究甚少。本論文采用電子束精煉技術(shù)對718合金母材進行了精煉，制備了高純化718合金鑄錠，并對電子束精煉的718合金與傳統(tǒng)熔煉工藝制備的718合金的抗氧化性能進行了研究，分析了兩種熔煉工藝制備的718合金的晶粒尺寸、微量雜質(zhì)元素含量與分布以及氧化膜的形貌與成分。利用靜態(tài)增重法與多種檢測方法，對兩種熔煉工藝制備的718合金在800℃、900℃、1000℃下氧化120h后的氧化動力學(xué)規(guī)律及氧化行為進行了對比分析。
　　通過對比分析可

3、以看出，電子束精煉的718合金在800℃、900℃、1000℃下的單位面積氧化增重要低于真空感應(yīng)熔煉的718合金在相應(yīng)溫度下的單位面積氧化增重；電子束精煉的718合金與真空感應(yīng)熔煉的718合金的氧化激活能分別為Q1=131.86kJ/mol，Q2=53.66kJ/mol和Q1=122.63kJ/mol，Q2=45.38kJ/mol，相對于真空感應(yīng)熔煉的718合金而言，電子束精煉的718合金具有更為優(yōu)異的抗氧化性能；電子束精煉的718合金

4、表面氧化膜組成為Al2O3、Cr2O3、NiCr2O4、TiO2、TiC、Ti3O5以及Ni3(Al,Ti)相，真空感應(yīng)熔煉的718合金表面氧化膜含有相似的物質(zhì)，此外，還含有少量的NiO、CoCrO4相；電子束精煉的718合金鍛后晶粒尺寸約為150μm，真空感應(yīng)熔煉的718合金鍛后晶粒尺寸小于20μm，由于其晶粒較為細(xì)小，導(dǎo)致晶界密度高，氧化物形核與長大速率快，單位面積氧化增重明顯；此外，研究表明雜質(zhì)元素含量以及氧化膜性質(zhì)均會影響718