微量元素添加对Ti1100合金的高温抗氧化及耐蚀性能影响
来源期刊：稀有金属材料与工程2018年第5期
论文作者：车晋达 姜贝贝 王清 董闯 陈国清 张瑞谦 唐睿 徐芬 孙立贤
文章页码：1471 - 1477
关键词：近α-Ti合金;合金设计;微量元素;高温氧化;
摘 要：利用固溶体合金中的"团簇加连接原子"模型解析了典型高温近α-Ti合金Ti1100的成分,其团簇成分式为[Al-(Ti13.7Zr0.3](Al0.69Sn0.18Mo0.03Si0.12。在此基础上,采用相似元素替代原则设计了微量元素Hf、Ta和Nb添加的系列合金成分,即[Al-(Ti13.7Zr0.15Hf0.15)](Al0.69Sn0.18Si0.1（Mo/Ta/Nb）0.03)。对该系列合金进行950℃,1h固溶+560℃,6h时效处理,然后进行组织结构、硬度、抗高温氧化及电化学腐蚀性能测试。结果表明Zr0.15Hf0.15,合金与参比合金具有相同片层β转变组织,而在此基础上Ta和Nb的添加会使合金中产生大量等轴α组织;但组织的改变对系列合金的显微硬度影响不大,介于33003700MPa。650℃氧化100 h后系列合金均具有较强的抗氧化能力,氧化增重小于1.0mg/cm2,而在800℃氧化100h后,添加Hf、Ta、Nb元素的合金氧化增重明显低于Ti1100合金,氧化层厚度为2327μm,且氧化层致密,其中[Al-(Ti13.7Zr0.15Hf0.15)](Al0.69Sn0.18Si0.1Ta0.015Nb0.015)合金具有最优的抗高温氧化性能,800℃,100h后的氧化增重仅为2.6mg/cm2。此外,该系列合金在在3.5%NaCl溶液中也具有较好的耐蚀性。
车晋达1，姜贝贝1，王清1，董闯1，陈国清1，张瑞谦2，唐睿2，徐芬3，孙立贤3
1. 大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室2. 中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室3. 桂林电子科技大学广西信息材料重点实验室
摘 要：利用固溶体合金中的"团簇加连接原子"模型解析了典型高温近α-Ti合金Ti1100的成分,其团簇成分式为[Al-(Ti13.7Zr0.3](Al0.69Sn0.18Mo0.03Si0.12。在此基础上,采用相似元素替代原则设计了微量元素Hf、Ta和Nb添加的系列合金成分,即[Al-(Ti13.7Zr0.15Hf0.15)](Al0.69Sn0.18Si0.1（Mo/Ta/Nb）0.03)。对该系列合金进行950℃,1h固溶+560℃,6h时效处理,然后进行组织结构、硬度、抗高温氧化及电化学腐蚀性能测试。结果表明Zr0.15Hf0.15,合金与参比合金具有相同片层β转变组织,而在此基础上Ta和Nb的添加会使合金中产生大量等轴α组织;但组织的改变对系列合金的显微硬度影响不大,介于33003700MPa。650℃氧化100 h后系列合金均具有较强的抗氧化能力,氧化增重小于1.0mg/cm2,而在800℃氧化100h后,添加Hf、Ta、Nb元素的合金氧化增重明显低于Ti1100合金,氧化层厚度为2327μm,且氧化层致密,其中[Al-(Ti13.7Zr0.15Hf0.15)](Al0.69Sn0.18Si0.1Ta0.015Nb0.015)合金具有最优的抗高温氧化性能,800℃,100h后的氧化增重仅为2.6mg/cm2。此外,该系列合金在在3.5%NaCl溶液中也具有较好的耐蚀性。
关键词：近α-Ti合金;合金设计;微量元素;高温氧化;
