機械合金化制備Cu-Co-Cr合金高溫化學穩(wěn)定性研究.pdf

1、為了獲得簡單材料所無法兼顧的綜合性能，如化學穩(wěn)定性、高溫強度和室溫韌性等，使用三元或多元合金已成為高溫材料發(fā)展的必然趨勢，并且如何降低多元復相合金表面形成活潑組元選擇性外氧化膜所需臨界濃度也越來越引起人們的關注，其中晶粒細化就是比較好的方法之一。而目前國內外對于這方面的研究大多都局限于二元合金體系。事實上，三元或多元合金的氧化反應動力學及氧化膜結構和形貌等都較二元合金復雜且機制也不同。為此選擇了比較有代表性的Cu-Co-Cr合金系，系統(tǒng)

2、研究了其高溫氧化行為以及晶粒細化對合金高溫氧化行為的影響。
　　 研究了用機械合金化(MA)和粉末冶金(PM)法制備的PMCu-20Co-20Cr和MACu-20Co-20Cr合金在600-800℃、0.1MPa純氧氣中的氧化行為。結果表明合金由兩相組成，合金的氧化動力學曲線不規(guī)則且偏離拋物線規(guī)律。合金表面形成的氧化膜為多層結構，外層是一連續(xù)的CuO層，內層是合金和氧化物相共存的混合區(qū)，這種合金與氧化物相共存的所謂混合內氧化與經

3、典的活潑組元的內氧化明顯不同。經典的內氧化是氧向合金內部擴散并與Co和Cr在單一或兩不同的規(guī)則平坦前沿反應形成氧化物分散在銅基體中，而這種混合內氧化主要沿網狀α相顆粒進行，但最終未能形成連續(xù)的Cr2O3外氧化膜，且MACu-20Co-20Cr合金的氧化速率明顯高于PMCu-20Co-20Cr合金。
　　 研究了Cr含量相對較高的PMCu-20Co-30Cr和MACu-20Co-30Cr合金在700-900℃、0.1MPa純氧氣中

4、的氧化行為。兩種合金均由三相組成，PMCu-20Co-30Cr合金表面形成的氧化膜仍為多層結構，最外層是亮色的CuO，中間是Cu、Co和Cr氧化物組成的混合氧化區(qū)，靠近基體的黑色層是Cr含量較高的Co和Cr混合氧化區(qū)，氧化膜形狀極其不規(guī)則，沿α相向合金內部延伸。而MACu-20Co-30Cr合金表面形成的氧化膜是由一層致密且連續(xù)的Cr2O3組成，氧化膜下面的亮色貧Cr帶隨著溫度的升高而變寬。
　　 研究了PMCu-50Co-30

5、Cr和MACu-50Co-30Cr合金在700-900℃、0.1MPa純氧氣中的氧化行為。兩種合金仍由三相組成，氧化膜結構也與PMCu-20Co-30Cr和MACu-20Co-30Cr合金極為相似。PMCu-50Co-30Cr合金表面形成的氧化膜仍然為多層結構，且越靠近合金內部氧化物的Cr含量越高，但最終未能形成連續(xù)的Cr2O3外氧化膜。MACu-50Co-30Cr合金表面形成的氧化膜是由一層致密而且連續(xù)的Cr2O3組成，它阻止了合金的