Fe-Mn-Al与Fe-Mn奥氏体合金的高温氧化性能与组织结构

运用循环氧化与增重-时间法、扫描电镜(SEM)及X射线衍射分析(XRD)等技术研究了Fe-30Mn-5Al与Fe-25Mn合金在700℃～800℃空气中氧化的性状 在700℃,Fe-30Mn-5Al合金由于Al的优先氧化在其表面形成了Al2O3薄膜而提高其抗氧化性,氧化动力学规律由Fe-25Mn的直线性(Q0.9631=0 9661×t)规律转变为抛物线规律(Q1.967=0.0869×t) 800℃时,由于氧化物的生长速率指数上升,氧化层显著增厚,循环氧化剥落严重,氧化动力学遵循亚平方抛物线规律(Q1.559=2.49×t) 初步阐明了合金元素Mn、Al及氧化温度对Fe-Mn基合金抗高温氧化性能的影响     

Fe-24Mn-4Al-5Cr合金高温氧化表层结构分析

利用X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子探针显微分析仪(EPMA)分析Fe-24Mn-4Al-5Cr合金在700℃空气中循环氧化160 h后表面形成的氧化膜形貌、成分分布及组织结构.研究结果表明:Fe-24Mn-4Al-5Cr合金在700℃空气中循环氧化160 h后,氧化层分为两个成分区域,外氧化区和内氧化区;外氧化区主要为Mn2O3相,内氧化区为由于铝和锰的选择性氧化所产生的Al_2O_3和MnAl_2O_4相.另外,由于锰的选择性氧化使氧化层与基体之间的γ-Fe相转变成了α-Fe相.     

铝与铬含量对Fe-Mn基合金电化学极化性能的影响

用测量阳极极化曲线与相应电化学参数方法研究Al与Cr含量对Fe-25Mn合金在1mol/L NaSO4溶液中电化学极化行为的影响.在1 mol/L Na2SO4溶液中,Fe-25Mn合金不能钝化.在Fe-25Mn合金中加入2.2%Al导致呈现一个广阔的活化-钝化转变区,并在高电位处显示钝化的趋势.进一步在Fe-25Mn-2.2Al合金中加入6.9%Cr则引致钝化能力显著增加,并呈现窄的活化-钝化转变区及一个颇稳定的钝化区.Fe-25Mn-2.2Al-6.9Cr合金的维钝电流密度Ip接近ICrl3不锈钢的IP值.还对加入Al或Cr和Al与Cr的优化组合提高Fe-Mn基合金钝化性能的原因进行了简单的讨论.     

铝与铬含量对Fe—Mn基合金电化学极化性能的影响

用测量阳极极化曲线与相应电化学参数方法研究Al与Cr含量对Fe-25Mn合金在1mol/L Na2SO4溶液中电化学极化行为的影响。在1mol/L Na2SO4溶液中,Fe-25Mn合金不能钝化。在Fe-25Mn合金中加入2．2％Al导至呈现一个广阔的活化－钝化转变区,并在高电位处显示钝化的趋势。进一步在Fe-25Mn-2.2Al合金中加入6．9％Cr则引致钝化能力显增加,并呈现窄的活化－钝化转变区及一个颇稳定的钝化区。Fe-25Mn-2.2Al-6.9Cr合金的维钝电流密度Ip接近1Cr13不锈钢的Ip值。还对加入Al或Cr和Al与Cr的优化组合提高Fe-Mn基合金钝化性能的原因进行了简单的讨论。     

高铝Fe-Mn基合金热氧化表面改性层的腐蚀行为

在800℃空气中对Fe30Mn9Al合金进行循环氧化160 h,利用X射线衍射(XRD)和电子探针显微分析(EPMA)技术,及稳态阳极极化和暂态交流阻抗测量技术,研究了高铝Fe-Mn基合金热氧化诱发贫Mn层的形成规律及其对耐蚀性能的影响.研究结果表明:Fe30Mn9Al合金热氧化表层主要由Mn2 O3、Al2 O3和MnAl2 O4组成,无铁氧化物存在;在氧化层与基体之间获得了厚度约为9μm、Mn含量15％的贫Mn铁素体层.相比Fe30Mn9Al合金,热氧化诱发贫Mn层在1 mol/L Na2 SO4溶液中的自腐蚀电位Ecorr从-568 mV提高至39 mV,维钝电流密度ip从21μA/cm2左右下降至1.6μA/cm2,极化电阻R由3.8 kΩ·cm2增至24.8 kΩ·cm2,耐蚀性能提高.     

Fe-30Mn-11Al-1C合金的调幅分解

通过金相、XRD、透射电镜和显微硬度,分析了Fe-30Mn-11A1-1C合金在450～750℃温度区间时效的组织和硬度的变化规律,研究结果表明时效温度低于450℃奥氏体难以析出第二相,其硬度变化也不大;在550～750℃时效2h,奥氏体晶内产生调幅分解,晶界析出Fe3Al,电镜可观察到典型的调幅结构,随时效温度升高调幅结构波长变大;在650℃经2h时效,有βMn析出;调幅分解及析出相都可以提高合金硬度,但析出物粗化使硬度明显降低．     

锰与铝对Fe—Mn合金在Na2SO4水溶液中电化学腐蚀性能的影响

采用测量阳极极化曲线方法,研究了 Fe-(17～28Wt%)Mn 与 Fe-25Wt%Mn-5Wt%Al合金在1M Na_2SO_4水溶液中的电化学腐蚀行为.随 Mn 含量的提高,合金的自腐蚀电流密度-I_(corr)与自腐蚀电位 E_(corr)分别呈近似线性地增大与降低,Fe-Mn 二元合金难以钝化.然而,Fe-Mn 合金加入5Wt%Al,则使 I_(corr)下降,钝化能力增加,同时阳极极化呈现稳定而宽的钝化区.这意味着在 Fe-Mn 合金中加入少量 Al,能显著增进其电化学腐蚀抗力.     

阳极时效时间与电解质对Fe-31Mn-7Cr合金钝化膜的稳定性与耐腐蚀性能的影响

运用综合的电化学方法与原子吸收光谱技术,研究阳极时效时间及其电解液对Fe-31Mn-7Cr合金于50%HNO3或1molL-1Na2SO4溶液中形成的钝化膜的稳定性与耐蚀性的影响.在阳极钝化电位中区,延长Fe-31Mn-7Cr合金在50%HNO3或1molL-1Na2SO4水溶液中阳极时效时间能增加钝化膜的稳定性与防护性,随之进一步改善合金的耐腐蚀抗力.由 1 mol L-1Na2SO4水溶液中阳极极化曲线各参数所表征的Fe-31Mn-7Cr(经1mol L-1Na2SO4阳极时效5h后)的耐腐蚀性能接近于1Cr13不锈钢的水平.在强氧化性的50%HNO3溶液中阳极时效表面改性的效果明显优于在中性的1molL-1Na2SO4溶液中改性者.表面改性后,抗腐蚀性能的提高主要归因于钝化膜中Cr氧化物的富集与Fe和Mn氧化物的贫乏.     

新型生物可降解Fe-Mn合金在Hanks溶液中的电化学腐蚀行为

采用浸泡实验、阳极极化曲线和电化学交流阻抗(EIS)测试技术,并结合XRD和SEM分析手段对新型生物可降解Fe-Mn合金在37℃人工模拟体液-Hanks溶液中的电化学腐蚀行为进行了研究,并与Fe-C合金比较.研究结果表明:在37℃Hanks溶液中浸泡5天后,Fe-Mn合金表面的腐蚀产物主要为锰的氧化物Mn_3O_4和MnO_2,表面发生均匀腐蚀.Fe-Mn合金在37℃Hanks溶液中的阳极极化行为是活化溶解过程,随着Mn含量由15%增加到30%,合金的自腐蚀电位Ecorr下降,自腐蚀电流密度icorr升高,与Fe-C合金相比,自腐蚀电位Ecorr从-650 m V下降至-800 m V以下,耐蚀性能显著降低.Fe-25Mn合金在37℃Hanks溶液中的容抗弧直径小于Fe-C合金,双电层电荷转移电阻R由420.5Ω·cm2减小为327.0Ω·cm2,降解速度提高.     

铜镍铬锆合金的组织和性能研究

CuNiCrZr合金经较佳工艺(950℃×1.5h固溶+30%冷变形+480℃×3h时效水冷)处理后,合金具有较高的强度、硬度、导电率和软化温度,合金的性能达到较佳的配合.     

热循环对Fe—23Mn和Fe—28Mn—4Si合金马氏体相变和组织结构的影响

Ｆｅ－２３Ｍｎ合金和Ｆｅ－２８Ｍｎ－４Ｓｉ合金的马氏体相变在热循环中行为截然相反，Ｆｅ－２３Ｍｎ合金奥氏体经热循环后产生稳定化，随着热循环次数增加，ε马氏体数量减少直至消失，得到单相奥氏体组织，但质变循环稳定化的奥氏体在室温时效过程中发生等温γ→ε相变，Ｆｅ－２８Ｍｎ－４Ｓｉ合金奥氏体经热循环不产生稳定化。ε马氏体数量不是减少，而是明显增多，Ｆｅ－２８Ｍｎ－４Ｓｉ合金γ→ε相变具有组织遗传特征，而     

Fe-30Mn-2．7Si合金单宁酸化学转化膜研究

以优选工艺,进行单宁酸溶液处理Fe-30Mn-2.7S i恒弹性合金,在其表面形成化学转化膜.采用X射线衍射与扫描电镜及在1 mol/L Na2SO4溶液中测定阳极极化曲线与电化学阻抗谱等技术研究化学转化膜的结构、成膜机制与提高其耐电化学腐蚀性能的效果.依据在Fe-30Mn-2.7S i合金表面进行10%CuSO2滴浸的加速腐蚀实验,初步选定较优的单宁酸反应成膜工艺条件.这种转化膜很可能是由有一定孔隙的非晶态合金单宁酸膜层构成.在1 mol/L Na2SO4溶液中,由阳极极化曲线与电化学阻抗谱等参数表征单宁酸转化膜的抗腐蚀性能优于Fe-30Mn-2.7S i合金基体.文中还简要地讨论单宁酸转化膜的结构与电化学性能.     

Fe-30Mn-2.7Si合金单宁酸化学转化膜研究

以优选工艺,进行单宁酸溶液处理Fe-30Mn-2.7Si恒弹性合金,在其表面形成化学转化膜.采用X射线衍射与扫描电镜及在1 mol/L Na2SO4溶液中测定阳极极化曲线与电化学阻抗谱等技术研究化学转化膜的结构、成膜机制与提高其耐电化学腐蚀性能的效果.依据在Fe-30Mn-2.7Si合金表面进行10%CuSO2滴浸的加速腐蚀实验,初步选定较优的单宁酸反应成膜工艺条件.这种转化膜很可能是由有一定孔隙的非晶态合金单宁酸膜层构成.在1 mol/L Na2SO4溶液中,由阳极极化曲线与电化学阻抗谱等参数表征单宁酸转化膜的抗腐蚀性能优于Fe-30Mn-2.7Si合金基体.文中还简要地讨论单宁酸转化膜的结构与电化学性能.     

Fe—1.46C钢激光熔凝组织和性能的研究

研究了Ｆｅ－１．４６Ｃ钢的激光熔凝组织和性能。结果表明，其组织可分为熔化区（粗大Ｍ＋大量Ａ＇→细小Ｍ＋Ａ＇）、热影响区（Ｍ＋Ａ＇）和基体（Ｐ）三部分，各区尺寸取决于激光功率、扫描速度和基体温度，熔化区存在碳的烧损和氧化现象，激光处理可得到很好的硬化效果。     

Fe—21Ni—4Mn合金磁场诱发马氏体形貌和惯习面

本文采用强脉冲磁场、光学显微镜和 H.R.Pak 等提出的惯习面确定方法研究了 Fc-21Ni-4Mn 合金中磁场诱发马氏体形貌和惯习面.结果表明,Fe-21Nj-4Mn 合金冷却形成板条马氏体,而在 Ms 温度以上,磁场诱发形成多片状而少板条马氏体,且随温度升高,磁场诱发马氏体形貌为蝶状.磁场诱发马氏体惯习面与冷却形成的马氏体相同,均为(225),对于蝶状马氏体发现了一种新的对称面(110).     

Fe—25Cr—20Ni合金层状碳化物M23C6的析出研究

研究了Ｆｅ－２５Ｃｒ－２０Ｎｉ合金中层状碳化物Ｍ２３Ｃ６的形态、晶体学特征、析出动力学及氮对层状Ｍ２３Ｃ６的析出作用。结果表明，层状Ｍ２３Ｃ６呈板条状，与基体奥氏体（Ａ）的位向关系是｛００１｝Ｍ２３Ｃ６〃｛００１｝Ａ，〈００１〉Ｍ２３Ｃ６〃〈００１〉Ａ。它的析出量受基体中碳的溶解度控制，氮能提高基体的溶解度，促进层状Ｍ２３Ｃ６的析出。     

Formation of nanometer coherent structures during spinodal decomposition and ordering coexistence phase transformation in Fe-24Al alloys

The nanometer coherent structure evolution of spinodal decomposition and ordering coexistence phase transformation in Fe-24Al alloys is investigated by the microscopic phase field kinetic model. The results show that the concentration and long-range order parameters all continuously change towards to their equilibrium values during phase transformation. With the increase of elastic interaction energy, the anisotropy along [01] or [10] elastic soft direction is more obvious and the time reaching equilibrium state is also shortened. According to the results, the formation of nanometer coherent structures during phase transformation is composed of the initial decreasing stage of order degree stage, the incubation stage, the continuous increasing stage of concentration order parameter and long-range order parameter, and the later stable stage. The spinodal decomposition and ordering is interaction; the initial ordering stage is a necessary condition of the coexistence phase transformation. The nanometer coherent structures are not found to grow during the whole phase transformation. The simulation results are in accordance with the results in experiment obtained by the aging treatment in Fe-24Al alloys.