四元Fe-Cu-Ni-Al合金900℃下的恒温及循环氧化行为

肖斌¹，向军淮^1,2，张洪华^1,2

1. 江西科技师范大学材料与机电学院2. 江西科技师范大学江西省材料表面工程重点实验室

摘 要：研究了Fe-65Cu-15Ni-5Al和Fe-45Cu-15Ni-5Al两种四元合金在900℃的恒温和循环氧化行为。在恒温氧化条件下,Fe-65Cu-15Ni-5Al合金的氧化速率低于Fe-45Cu-15Ni-5Al合金的;Fe-65Cu-15Ni-5Al合金的氧化动力学前期符合抛物线规律,后期为线性规律,Fe-45Cu-15Ni-5Al合金的氧化动力学符合抛物线规律。然而,在循环氧化条件下,Fe-65Cu-15Ni-5Al合金的氧化速率却高于Fe-45Cu-15Ni-5Al合金的。两种合金在恒温及循环氧化条件下,最外层都形成了以CuO为主的厚氧化层,中间层由Fe、Ni和Al的氧化物以及它们之间形成的复合氧化物组成。除了Fe-65Cu-15Ni-5Al合金在恒温条件下不发生内氧化外,其余情况内层都有不连续的Al2O3层形成,Al₂O₃层内侧发生了Al的内氧化。由于在循环氧化条件下,内层的Al2O3层在应力作用下容易破裂,富铜的Fe-65Cu-15Ni-5Al合金腐蚀速率大大高于Fe-45Cu-15Ni-5Al合金的。但是在恒温氧化条件下,富铜的Fe-65Cu-15Ni-5Al合金α相中的Al含量已达到形成保护性外氧化膜所需的临界浓度,因而比Fe-45Cu-15Ni-5Al合金具有更好的抗高温氧化能力。

关键词：Fe-Cu-Ni-Al;循环氧化;恒温氧化;