第9期 邹雷等：ODS-310合金的高温氧化行为 ·1197· 散阻滞并非完全与膜厚的增长成正比，应力、孔洞和 K值逐渐增大， 晶界可能是扩散偏离抛物线的原因，也可能是氧化 2.2氧化层表面形貌 过程受扩散和表面氧化反应速度共同控制；当n>2 图2为0DS-310合金在700℃氧化10、50和 时，扩散阻滞作用比膜增厚所产生的阻滞更严重，即 100h以后表面形貌图.在700℃氧化100h以后， 还有如合金氧化物的掺杂、致密阻挡层的形成等其 0DS-310合金表面用肉眼仍能看到金属光泽，在扫 他因素抑制扩散过程. 描电镜下100h以内氧化表面随时间延长基本没有 比较各个温度下的氧化曲线可以发现，随着氧 太大变化，表面比较光洁，在高倍下能发现局部有少 化温度的升高，氧化指数值逐渐减小，速率常数 量的氧化物颗粒 太100am 100um 100m 图2700℃氧化不同时间后0DS-310合金表面形貌图.(a)10h:(b)50h:(c)I00h Fig.2 SEM images of the surface morphologies of the ODS-310 samples oxidized at 700C for different time:()10h:(b)50h;(c)100h 如图3为0DS-310合金在1100℃氧化10、50 随着氧化时间的增加，氧化表面氧化物颗粒明显增 和100h以后表面形貌图.从图中可以看出氧化10h 多，氧化层逐渐完全覆盖基体表面，氧化程度逐渐 以后氧化表面生成细小的氧化物颗粒，氧化物颗粒 加重. 均匀分布在合金表面，但是未能完全覆盖基体表面。 (a) (b) 100Hm 100m 100m 图30DS-310合金1100℃氧化不同时间后的表面形貌图.(a)10h;(b)50h；(c)100h Fig.3 SEM images of the surface morphologies of the ODS-310 samples oxidized at 1100C for different time:(a)10h:(b)50h;(c)100h 图4为0DS-310合金在700、900和1100℃氧 (左侧为镶样电木粉，中间为氧化层，右侧为基体) 化100h以后表面形貌图.700℃氧化100h以后，表 10h氧化以后氧化膜比较薄，大约在2m左右. 面没有明显的氧化痕迹，在肉眼下能观察到明显的 50h氧化后，氧化膜有所增厚，厚度在5~6um,氧化 金属光泽.900℃氧化100h以后，氧化程度较 膜表面呈不规则的锯齿状.经过100h氧化后，氧化 700℃下有所加重，表面氧化物颗粒增多，但是整体 膜厚度继续增加，平均厚度大约在10~15um,氧化 氧化并不严重.在1100℃氧化100h以后氧化程度 膜表面粗糙不平，呈不规则的锯齿状，并且氧化膜内 显著增加，氧化颗粒明显增多，氧化膜已覆盖整个基 部结构比较疏松，不能完整地覆盖基体，这样的氧化 体.总的来说，随着温度的升高，合金氧化程度逐渐 层不能在高温氧化环境下对基体形成很好的保护作 加大. 用.造成这种情况的主要原因就是因为在高于 2.3氧化层横截面形貌 1000℃时，Cr203将发生进一步氧化成易挥发性的 合金1100℃下氧化横截面形貌图如图5所示 CO,.氧化层厚度随着氧化时间的延长而增厚.第 期 邹 雷 等 ： 合 金 的 高 温 氧 化 行 为 散阻滞并非 完全与膜厚 的增 长成正 比 ， 应力 、 孔 洞 和 、 值逐渐增 大 晶 界可 能是扩散偏 离 抛 物 线 的 原 因 ， 也 可 能 是 氧 化 氧 化 层 表 面形 貌 过程受扩散和表面氧化反应 速度 共 同 控制 ； 当 《 图 为 合 金 在 ° 氧 化 、 和 时 扩散阻滞作用 比膜增厚所产生 的 阻滞更严重 ， 即 以 后 表 面 形 貌 图 在 氧 化 以 后 ， 还有如合金 氧化物 的 掺 杂 、 致 密 阻 挡 层 的 形 成 等 其 合金表面用 肉 眼仍 能看 到 金 属 光泽 在扫 他 因 素抑 制 扩散过程 描 电 镜下 以 内 氧 化表 面 随 时 间 延 长基本 没有 比 较各 个 温度 下 的 氧 化 曲 线 可 以 发 现 ， 随着 氧 太大变化 表面 比 较光洁 在 高倍下 能发现局部有少 化温度 的 升 高 ， 氧 化 指 数 值 逐 渐 减 小 ， 速 率 常 数 量 的 氧化物颗粒 图 冗 氧 化不 同 时 间 后 合 金表 面形 貌 图 （ ； ； ° ： ； 如 图 为 合 金 在 氧化 、 随着 氧化时 间 的 增 加 ， 氧化表 面 氧 化物 颗粒明 显 增 和 以 后表 面形 貌 图 从 图 中 可 以 看 出 氧化 多 ， 氧化层 逐 渐 完 全 覆 盖 基 体 表 面 ， 氧 化 程 度 逐 渐 以 后 氧化表 面生 成 细 小 的 氧 化 物 颗 粒 ， 氧 化 物 颗粒 加重 均 匀 分布在合金表 面 但是未 能完全覆盖基体表 面 ■ 图 ■ 合 金 氧 化不 同 时 间 后 的 表 面形 貌 图 ； ； ° ： 图 为 合 金 在 和 氧 （ 左侧为 镶样 电 木粉 ， 中 间 为 氧化层 ， 右侧 为 基体 ） 化 以 后表 面形貌 图 ： 氧化 以 后 表 氧 化 以 后 氧 化 膜 比 较 薄 ， 大 约 在 左 右 面没有 明 显 的 氧化痕迹 在 肉 眼 下 能 观 察到 明 显 的 氧 化后 ， 氧化膜有所增厚 厚度在 ， 氧化 金 属 光 泽 氧 化 以 后 ， 氧 化 程 度 较 膜表 面呈不规则 的 锯齿状 经过 氧化后 氧化 下 有所加 重 表 面 氧 化物 颗 粒增 多 ， 但是整 体 膜厚度继续增 加 ， 平均厚度 大约 在 氧 化 氧化并不严重 在 氧化 以 后 氧 化 程 度 膜表面粗糙不平 呈不规则 的 锯齿状 ， 并且氧化膜 内 显 著增 加 氧化颗粒 明 显增 多 ， 氧化膜 已 覆盖整 个基 部结构 比 较疏松 不 能 完 整地覆盖基体 ， 这 样 的 氧化 体 总 的 来 说 ， 随着 温度 的 升 高 ， 合金 氧 化程度 逐 渐 层不能在高 温 氧化环境下对基体形 成很好 的 保护作 加 大 用 造 成 这 种 情 况 的 主 要 原 因 就 是 因 为 在 高 于 氧化 层 横截面 形 貌 时 ， 将 发 生 进 一 步 氧 化 成 易 挥 发 性 的 合金 下 氧 化 横 截 面 形 貌 图 如 图 所 示 氧化层厚度 随着 氧化 时 间 的 延 长 而增 厚