Page 55 - 理化检验-物理分册2024年第十一期
P. 55
刘京雷，等：GH605高温合金在空气中的氧化及氧化膜结焦行为
图 5 氧化后的 GH605 合金试样结焦单位表面积增重结果
图 4 不同温度下氧化 5 h 后 GH605 合金试样表面的 XRD 分析结果
的SEM形貌。由图6可知：结焦1 h后，焦炭主要由
件下进行结焦试验，试验高温反应时间分别为1 h和 丝状和夹杂的颗粒状焦炭组成，这是典型的催化结
5 h。图5是氧化后的GH605合金试样结焦单位表面 焦；结焦5 h后，试样表面形成了一层较厚的无定型
积增重结果。由图5可知：经过600~900 ℃空气氧 颗粒状焦炭，此时结焦以非催化生焦为主。
化后，在相同的结焦时间条件下，氧化试样表面和空
在高温空气条件下，GH605合金形成的氧化层表
白试样的单位表面积增重相差较小，说明空气中氧
面主要含有Co、Cr元素的氧化物，虽然Ni元素的含量
化形成的氧化层对结焦积碳没有明显影响；当氧化
明显降低，被氧化膜所屏蔽，但是在高温下形成的氧化
温度较高时，尤其在900 ℃下形成的氧化层试样单
膜中仍含有较多的Co元素。在高温条件下，Co元素
位表面积增重略有下降，主要原因是在较高温度下
[11]
氧化层较厚，并出现了一定量的稳定尖晶石氧化物。 对航油烃类具有较强的脱氢催化生焦作用 ，表现为
可以明确的是，虽然GH605合金表面生成了氧化膜， 材料表面形成严重的丝状催化结焦。随着结焦时间的
但航空煤油的结焦量并没有得到明显改善。 延长，具有催化作用的元素被覆盖，试样表面形成较厚
图6是900 ℃氧化后GH605合金试样表面焦炭 的无定型颗粒状焦炭，结焦以非催化生焦为主。
图 6 900 ℃氧化后 GH605 合金试样表面焦炭 SEM 形貌
3 结论 升高，尖晶石氧化物逐渐增多，表面Ni、W元素明显
（1）GH605高温合金在空气中的氧化动力学满 减少，但仍含有一定量的Co元素。
GH605高温合金氧化后煤油初生焦以典型
足抛物线规律，随着氧化时间的延长，合金的氧化增 （3）
重速率逐渐降低，具有较好的抗高温氧化性能。 的催化丝状焦为主，高温氧化表面的Co元素起到催
（2） 化生焦的作用，合金表面氧化膜对航油的结焦行为
GH605 高温合金表面氧化层主要由Cr 2 O 3
和(Mn, Co, Ni)Cr 2 O 4 尖晶石组成，随着氧化温度的 没有明显抑制作用。
39
