| 题名 | 钛与钴基合金高温氧化膜力学行为和稀土作用机理研究 |
| 作者 | 李美栓 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 1991 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院金属研究所 |
| 导师 | 师昌绪 |
| 中文摘要 | 利用氧化膜应力原位测定装置、声发射仪、电子热天平、微拉伸试验机等设备，及XRD、SEM、EPMA 等表面分析技术对钛合金5621S、Co-30Cr-6Al, Fe-23Cr-5Al及含稀土的上述合金（稀土元素由冶金加入或离子注入）氧化膜的力学性质，包括氧化膜的生长应力变化规律、氧化膜开裂和剥落行为及膜在基体上的粘附性分别进行了研究。本研究在实验方面创新性地设计了（1）试样双面氧化应力弯曲实验，（2）氧化膜粘附性原位测量的加载弯曲实验，（3） 热天平与声发射联机同步测试系统。理论方面， 在对单面氧化弯曲氧化膜应力测量方法仔细分析的基础上，考虑到试样弯曲造成部分释放以及溶解氧对试样弯由和膜内应力的影响，给出了氧化膜生长应力计算的Stoney修正公式。对含Nr 的钛合金5621S氧化时形成的近球状富稀土复合氧化突出物所受应力以及对应于突出物在合金中的应力场而在莫内的平衡应力进行了简化处理。最后还详细分析了两种形式的氧化膜 开裂和剥落过程，推导了氧化膜发生开裂和剥落的临界应力。从而建立了氧化膜抗剥落性与应力间的关系。氧化膜应力测量结果表明，钛合金5621S中添加1wt%稀土Nd能降低600 ℃、700 ℃、800 ℃氧化形成的表面膜应力。含Nd合金形成的突出物所产生的应力场对此有贡献。溅射钴基合金Co-30Cr-6Al涂层中离子注入2 * 10~(17)Y/cm~2以及铸态Co-30Cr-6Al 合金中注入2 * 10~(16) Y/cm~2也都能降低900 ℃氧化形成的氧化膜生长应力。而轧制Fe-23Cr-5Al合金中注入2 * 10~(16)Y/cm~2却提高了合金900 ℃下氧化膜应力。含稀土和未含稀土合金氧化膜应力相比，其大小取决于氧化膜释放应力的多少。释放的应力多，膜 内应力就小。反之亦然。含Nd的钛合金5621S和注Y 的Co-30Cr-6Al合金氧化膜的抗剥落性都得到极大改善。尽管含Nd的5621S合金600 ℃、700 ℃、800 ℃下以及注Y的Co-30Cr-6Al 合金1100 ℃下的氧化速率都比同成份未含稀土合金的高。含Nd的5621S 钛合金形成的复全突出物主要起增强膜的粘附性作用，但某些形态的突出物支能成为膜内裂纹发生的初始点。离子注入2 * 10~（17）Y/cm~2和未注Y的Co-30Cr-6Al合金1100 ℃ 10 小时氧化后，于冷却过程中注Y合金氧化膜较早发生破裂；两种合金更长时间氧化后。恒温中氧化膜便发生破裂。文中对上述现象作了分析。最后还讨论了含Nd及不含Nd两种5621S钛合金氧化膜粘附力原位及室温下的测量结果。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 118 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17490]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李美栓. 钛与钴基合金高温氧化膜力学行为和稀土作用机理研究[D]. 中国科学院金属研究所. 中国科学院金属研究所. 1991. |
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