元素Nb、Hf、Zr对γ-TiAl合金抗氧化性能的影响

摘要

在等原子比的γ-TiAl基金属间化合物的基础上添加Nb、Hf、Zr元素,熔炼了3种合金,研究了这3种合金在静止空气中的1600℃高温升温过程和700℃、800℃、850℃低温下恒温20 h的氧化行为。结果表明:合金4Nb-4Zr、合金4Nb-4Hf和合金8Nb在1600℃升温氧化过程中都存在一个孕育期,温度上升至1000℃以上才开始出现急速氧化的趋势。而700℃、800℃和850℃恒温氧化过程中不存在孕育期,氧化曲线呈现抛物线型。计算和修正了三种合金分别在700℃、800℃和850℃下氧化抛物线常数K_(p)值。三种合金氧化后氧化膜主要由致密的Al_(2)O_(3)和疏松的TiO_(2)组成。合金元素主要通过影响氧化膜中致密的Al_(2)O_(3)的量来控制合金的抗氧化性。元素Hf对提高TiAl合金中Al的活度作用明显,合金氧化膜中Al_(2)O_(3)量最多,合金抗氧化性最佳。元素Nb次之,元素Zr最差。