摘要本文借助于X射线衍射、扫描电镜和能谱分析等分析方法对一种NiAl共晶合金在850℃和950℃下的高温氧化行为进行了初步的研究。实验所用合金采用工业纯金属Ni，Al，Cr等元素作为原材料，在真空感应炉中熔化并浇注成铸锭。合金的配料成分为（原子百分数，at%）：33Ni；32Al；28Cr；3Mo；4Ti。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDAX）得知合金表面形成了以Al2O3、Cr2O3为主，同时含有少量TiO2的复合氧化膜。与NiAl单相合金相比，加入Cr、Mo合金元素使得NiAl基共晶合金的高温抗氧化性能较单相NiAl合金有所降低。合金元素Ti形成的氧化物易开裂剥落，对合金的抗氧化性能不利。21621
毕业论文关键词： 金属间化合物；NiAl；高温氧化；氧化膜
Abstract
The high temperature oxidation behavior of NiAl eutectic alloy at 850℃ and 950℃ are studied by means of XRD、SEM、EDAX etc. in this paper. The alloy uses industrial pure metals Ni、Al、Cr and other elements as the raw material, melting and casting into ingots in vacuum induction furnace. The ingredients of the alloy is(atom percent,at%): 33Ni; 32Al; 28Cr; 3Mo; 4Ti. By means of XRD、SEM and EDAX, Alloy surface form a composite oxide film of Al2O3、Cr2O3、TiO2. Compare with single phase NiAl alloy, the addition of Cr, Mo makes the high temperature oxidation resistance of the NiAl-base alloy decrease. Oxide of alloying elements Ti has a poor protection and make against to the oxidation resistance.
Keywords: intermetallic compound; NiAl; high temperature oxidation; oxide film
目录
1 绪论 1
1.1 金属间化合物 1
1.1.1 简介 1
1.1.2 金属间化合物的铸造 1
1.1.3 金属间化合物的分类 1
1.2 NiAl的物理性质 2
1.3 镍铝基合金的氧化 3
1.4 NiAl及NiAl基合金的氧化 5
1.4.1 氧化膜的组成 5
1.4.2 氧化动力学分析 6
1.4.3 Al2O3氧化膜的相变过程 7
1.4.4 金属/氧化膜界面 8
1.4.5 相（晶）界氧化与内氧化 9
1.5 镍基复合材料 9
1.5.1 燃烧合成法 10
1.5.2 机械合金化（MA） 10
1.5.3 粉末注射成型法 10
1.5.4 压铸法（Pressure Casting） 10
1.5.5 快速凝固技术 10
1.6 本课题的目的和意义 11
2 实验方法 12
2.1试验合金 12
2.2 试验内容 12
2.2.1 试样制备及氧化实验前准备工作 12
2.2.2 高温氧化实验 12
2.2.3 样品氧化层的表征 12
2.3 主要实验设备 13
2.3.1 马弗炉 13
2.3.2 X射线衍射仪 13
2.3.3 扫描电镜(scanning electron microscopy，SEM) 14
2.3.4 冷镶机 14
3. 实验结果 16
3.1 氧化产物的XRD物相分析 16
3.2 NiAl合金的氧化膜表面形貌分析 16
3.3 NiAl合金的氧化膜横截面分析 25
3.4 讨论 26
3.4.1 氧化机理讨论 26
3.4.2 氧化膜保护性讨论 26
3.4.3 θ-Al2O3和ɑ-Al2O3的氧化特性讨论 26
4 结论 27
致 谢 28
参考文献 29
1 绪论
1.1 金属间化合物
1.1.1 简介
金属间化合物具有高温强度高、热导率高、熔点高、良好的抗氧化性及耐腐蚀性等优点,具有共价键和金属键共存的特点,其性能介于陶瓷和高温合金之间 。作为新型的高温结构材料,金属间化合物有望在机械行业、航空、航天被广泛应用。目前替代高温合金材料用于较低温度的Ti-Al系金属间化合物和用于较高温度的Ni-Al系金属间化合物，由于其密度低,在成本与性能上具有很大优势[1]。 NiAl共晶合金的高温氧化行为的研究:http://www.751com.cn/huaxue/lunwen_13911.html