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Estudio sobre el comportamiento de oxidación isotérmica de superaleaciones a base de hierro.
La superaleación a base de hierro es un material de alta temperatura desarrollado a partir de acero inoxidable austenítico tipo 18-8. Se agrega al acero una pequeña cantidad de tungsteno, molibdeno, aluminio, titanio y otros elementos de aleación para fortalecer la solución sólida compuesta, lo que hace que el acero tenga una buena resistencia a la oxidación. Tiene alta plasticidad, cierta resistencia térmica y buenas propiedades de fatiga, y se utiliza para fabricar cámaras de combustión de motores a reacción y piezas de poscombustión que funcionan por debajo de 850 grados. El comportamiento de oxidación de las aleaciones a alta temperatura, el mecanismo de los importantes efectos de los elementos activos y la tecnología de análisis de productos de oxidación son actualmente los contenidos de investigación más valorados en el campo de la oxidación a alta temperatura. Este artículo toma como ejemplo la típica superaleación a base de hierro GH1140. Al medir sus parámetros cinéticos de oxidación, estudiar sus reglas de oxidación, comprender el mecanismo de crecimiento y daño de la película de óxido y explorar los factores que afectan la resistencia a la oxidación a alta temperatura, para reducir o inhibir la oxidación a alta temperatura, el propósito de la ruta de pérdida es un cierto papel de referencia para la investigación relacionada.
El material experimental es una aleación reforzada con solución sólida a base de hierro GH1140. Su composición química (fracción de masa, %) es: 0.08C, 21,6Cr, 0,44Al, 0,91Ti, 2,31Mo, 37,42Ni, 1,63W y el resto es Fe. El flujo del proceso de producción es: fundición en horno de arco eléctrico + refundición de electroescoria → forjado y corte → laminado en caliente y corte → laminado en frío de placa terminada de 2 mm. Corte la pieza en bruto de aleación en muestras de 2 mm × 10 mm × 20 mm, púlalas a 600# con papel de lija metalográfico, limpie las manchas de aceite en la superficie de las muestras con alcohol y éter y séquelas antes de usarlas. Se lleva a cabo en un horno de resistencia tipo caja (la precisión del control de temperatura es de ±10 grados). Al sacar el horno taparlo rápidamente para evitar que se desmorone el óxido. Las temperaturas experimentales fueron 750, 800, 850, 900 y 950 grados respectivamente. Después de la oxidación durante un cierto período de tiempo (1, 3, 5, 10, 25, 50, 75 y 100 h), se sacó el crisol, se enfrió a temperatura ambiente y se pesó. Después de que la muestra con una temperatura experimental de 750 a 950 grados se oxida continuamente durante 100 horas a cada temperatura, se mide el cambio de peso antes y después de la oxidación para calcular la tasa de oxidación.
Después de que la aleación GH1140 se oxidara estáticamente a una temperatura constante de 750 a 900 grados durante 100 horas, se formó una película protectora de óxido compuesta principalmente de Cr2O3 y no se produjo desprendimiento de la película de óxido por debajo de los 900 grados, lo que indica que la adhesión entre el óxido La película y el sustrato eran buenos. Para inhibir la oxidación. Cuando la aleación GH1140 se oxida a 750-900 grado, la cinética de oxidación sigue una ley parabólica. El aumento de peso de oxidación de la aleación aumenta con el aumento de la temperatura. Cuando se oxida a 950 grados, la cinética de oxidación sigue aproximadamente una ley lineal y se desprende una pequeña cantidad de película de óxido. A través de la prueba de rendimiento antioxidante, la tasa de oxidación de la aleación GH1140 por debajo de 950 grados es<0.1 (g/m2·h), which is a completely anti-oxidation grade. GH1140 shows signs of internal oxidation at 800°C, and the oxide film becomes more uneven as the temperature increases. The high-temperature oxidation resistance of GH1140 is weaker than that of nickel-based and cobalt-based high-temperature alloys, so it is generally used below 850°C.
