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    摘要：利用带能谱的扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）研究了GH4169合金在800℃和900℃空气中的初期氧化行为。结果表明：Cr元素的加入会在合金表面形成一层连续致密的的氧化膜，从而显著提高了合金的抗氧化性。Nb和Ti元素的加入会在合金表面形成了疏松多孔的Nb和Ti的氧化膜，该氧化膜会出现剥落开裂，降低了合金的氧化性；Al的加入使合金内层形成了针蝎状Al2O3氧化物,增强了氧化膜的粘附性，从而阻碍氧以及合金元素的进一步扩散。33039
    毕业论文关键词：    高温合金 GH4169 初期氧化
    The Effect of Al, Ti, Nb and other elements on high-temperature oxidation behavior of GH4169 Alloy
    Abstract: The early oxidation behaviors of GH4169 alloys at 800℃ and 900℃ in air has been investigated.The surface morphologies of oxide films are analyzed by SEM and XRD.Experimental results revealed that the oxidation resistance of GH4169 alloy was remarkably promoted by Cr addition.After oxidation for an hour at 900℃, the surface of the alloy formed loose and porous Nb and Ti oxides;The inner of the alloy grained Al2O3,which impeded the inward diffusion of oxygen and the outward diffusion of metallic elements.
    Key Words: Superalloy，GH4169，Early oxidation
    目录
    摘要    i
    Abstract    i
    目录    ii
    1    绪论    1
    1.1    高温合金的发展历程    1
    1.2    高温合金    1
    1.2.1    简介    1
    1.2.2    分类    2
    1.2.3    高温合金的强化作用    5
    1.3    GH4169的概述    6
    1.3.1    发展历史    6
    1.3.2    结构    7
    1.3.3    GH4169 化学成分    7
    1.3.4    GH4169 热处理制度    7
    1.3.5    GH4169高温合金的特点    8
    1.4    金属氧化机理    8
    1.5    本课题的目的和意义    9
    2    实验过程和方法    10
    2.1    实验材料    10
    2.2    实验内容    10
    2.2.1    磨样步骤    10
    2.2.2    金相试样镶嵌    11
    2.2.3    氧化实验步骤    11
    2.2.4    MDI Jade(X射线衍射实验操作）基本功能操作    11
    2.3    实验设备    13
    2.4    分析方法    16
    3    实验结果与讨论    17
    3.1    GH4169高温合金原始形貌分析    17
    3.2    GH4169高温合金氧化物的XRD分析    17
    3.3    GH4169高温合金氧化膜表面形貌    18
    3.4    GH4169截面形貌分析    24
    3.5    讨论    25
    4    结论    27
    致谢    28
    参考文献    29
    1    绪论
    1.1    高温合金的发展历程
    金属材料能够长期工作，并且至少600℃一定的压力条件称为高温合金材料。高温合金具有高低温性能，整体性能良好的抗疲劳性能，断裂韧性和抗氧化和抗腐蚀热等良好的综合性能，他们已经成为军事和民用热段引擎燃气轮机不可缺少的物质。
    发展历程： 在20世纪30年代后期，英国、德国、美国等发达国家就开始研究高温合金。第二次世界大战期间，为了满足新型航空发动机和作战时候飞机性能的需要，使得高温合金的研究和使用进入了蓬勃发展时期。40年代初，英国第一次在80Ni-20Cr合金中加入少量Al和Ti，形成γ相（gamma prime）从而对高温合金组织进行强化，研制成第一种具有较高的抗高温性能的镍基合金。同一阶段，为了适应涡轮增压器在活塞式航空发动机中发展的需要，美国开始用Vitallium钴基合金制作叶片，取得了卓越的成果。另外，美国还研制出Inconel镍基合金，用以生产喷气发动机的燃烧室。后来，冶金学方面的专家为了进一步提高高温合金在高温下的强度，在镍基合金中加入W、Mo、Co等合金元素，并提高了Al、Ti的含量，研制出一系列牌号的合金，促进了高温合金的蓬勃发展，如英国的“Nimonic”，美国的“Mar-M”和“IN”等；在钴基合金中,加入镍、钨等元素，衍生出了多种性能优越的高温合金，如X-45、HA-188、FSX-414等。由于钴资源的缺乏，钴基高温合金的发展处于停滞不前的状态。40年代，铁基高温合金随着科学技术的发展而呈现出一片繁荣的景象，50年代出现A-286和Incoloy901等牌号，由于其在高温的条件下稳定性较差，从60年代以来发展陷入了瓶颈。苏联于1950年前后开始生产“ЭИ”牌号的镍基高温合金，后来 生产“ЭП”系列变形高温合金和ЖС系列铸造高温合金为高温合金发展历史奠定了基础。中国从1956年开始研制高温合金，逐渐形成“GH”系列的变形高温合金和“K”系列的铸造高温合金。70年代美国都采取了新的生产工艺进行生产定向凝固的涡轮叶片和盘粉末冶金，研制出单晶高温合金叶片等部件，以满足飞机发动机不断增长的需求的涡轮进口温度[1]。
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