TZM合金的抗氧化性能

TZM合金片

TZM合金具有良好的高溫力學性能,但是在高溫下其抗氧化性能極差,無法生成保護自己的氧化層,因此在高溫下必須在無氧化的氣氛中使用。當溫度低於400℃,TZM合金的氧化速率很慢,合金表面生成了不易揮發的MoO2。當溫度在400~750℃之間,氧化速率變快,合金表面生成易揮發的MoO3。當溫度高於750℃,由於MoO3揮發,氧化增重急劇下降。

改善合金抗氧化性能的方法通常有兩種,一種是合金化法,另一種是塗層法。合金化不能提供足夠的高溫抗氧化性能,因而較為常用的方法為塗層法。

塗層有許多的製備工藝,其中包埋滲法具有成本低、易於控制、結合力強等優點,因而被廣泛應用。採用包埋滲法對TZM合金進行塗層,一般選擇Al粉為塗層材料,以NH4Cl為催化劑、Al2O3為填料。其中塗層生長的最佳工藝參數為tm(Al2O3):m(Al):m(NH4Cl)=7:2:1,1000℃,12h。

通過觀察XDR結果發現,塗層由Al5Mo、Al2Mo和Al2(Mo43等相組成,靠近基體塗層的厚度約為30um,且平均Al含量較低。外層塗層厚度約為20um,平均Al含量較高。TZM合金在塗層的保護下,操作的10h內,氧化速率非常快。10~50h內,氧化速率組件變緩,因為反應生成的Al2O3層具有較好的保護作用,能夠防止氧化進一步發展。說明,塗層法可以很好的提高合金的抗氧化性能。

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