齐慧滨等：铁基合金上几种常见氧化层开裂及剥落的声发射研究 ·11· 有关。其AE信号不是一开始就有的，在氧化约7h后才出现。其它合金氧化层均是在冷却 过程才出现AE信号。Fe-25Cr-10Al合金的AE总计数最高，并且瞬时测量的AE信号也最 大，由此可推断其氧化层开裂的同时就出现了剥落。Fe-25Cr-5Al合金的情况次之。二者的 主要氧化物均为a-AlO3,但前者氧化层的Cr3+、Fe3+掺杂少于后者。由于加A1合金的高 温塑性较差，其氧化层的热应力较大。而Fe-25Cr-5Al合金的塑性由于加铝较少而好于Fe- 25Cr-0AI合金，且其氧化层中掺杂元素较后者的高，所以其热应力导致氧化层开裂及剥落 较后者弱。 当Fe-25Cr合金中加入4Ti和9Mn时，合金氧化层的物相也发生了变化，但氧化层开 裂及剥落状况基本无变化。Fe-25(Cr-7.5Nb合金的氧化层主要还是CrO,与Fe-25Cr合金 相同。然而由于Nb的作用促进了Cr的选择氧化，使合金表面的CrO,层更厚。在无法通 过塑性变形来释放热应力的情况下显然厚的CrO,更易发生开裂和剥落，所以Fe-25Cr- 7.5Nb合金的AE计数远远高于Fe-25Cr合金。 3结束语 本文用AE技术监测研究了铁基合金上几种常见的氧化层在恒温氧化及冷却过程中的 开裂及剥落行为。除了加S合金的氧化层在恒温过程中就出现了开裂以外，其余合金的氧 化层均是在降温过程发生开裂及剥落的。Fe-25Cr-10Al合金上的Al,O,层由于与基体之间 的热膨胀系数差别较大，开裂及剥落非常明显，因而AE总计数也最高。Fe-25Cr合金中加 入7.5N6虽然没有改变氧化物物相.但加剧了CrzO,层的开裂及剥落.4Ti和9Mn的加入 改变了氧化的层组成，分别为TiO、TiCr2O,和MnO、MnCr.O,但AE累积计数无明显变 化。实验结果对利用选择氧化减轻金属材料的高温腐蚀具有指导意义。 参考文献 1 Natesan K.High Temperature Corrosion,NACE-6,ed by Rapp R A.1981,336 2 Khanna A S.Jha BB.Ray Baidev.Oxid Met,1987,27:29 3李铁藩，李美栓，周龙江.理化检验（物理分册），1990,26：29 4齐惹滨。北京科技大学博士论文、1991.88~119齐 慧 滨等 铁基 合 金 上 几种 常 见氧 化层 开 裂 及剥 落 的声发 射研 究 有关 。 其 信号 不是 一开 始就 有 的 ， 在 氧化 约 后 才 出现 。 其它 合金氧 化 层均是 在冷却 过程 才 出现 信号 。 一 一 合金 的 总计 数最 高 ， 并 且 瞬时测 量 的 信号也 最 大 ， 由此 可推断其氧 化层 开裂 的同时就 出现 了剥 落 。 一 一 合金 的情况 次之 。 二 者 的 主要氧 化物均 为 一 ， 但前者氧化层 的 十 、 十 掺 杂少于后 者 。 由于 加 合金 的高 温塑性较差 ， 其氧化 层 的热应 力较大 。 而 一 一 合金 的塑性 由于 加铝 较 少而好 于 一 合金 ， 且其氧 化层 中掺 杂元 素较 后者 的高 ， 所 以 其热 应 力 导 致 氧 化 层 开裂及 剥 落 较 后 者弱 。 当 一 合金 中加入 和 时 ， 合金 氧化 层 的物 相 也 发生 了变化 ， 但 氧化 层 开 裂及 剥 落状况 基 本无变化 。 一 一 合金 的 氧化 层 主要 还是 ， 与 一 合金 相 同 。 然而 由于 的作 用促进 了 的选 择 氧化 ， 使 合金表 面 的 层更厚 。 在无法通 过 塑 性 变 形 来 释 放 热 应 力 的情 况 下 显 然 厚 的 更 易 发 生 开 裂 和 剥 落 ， 所 以 一 合金 的 计 数远远高于 一 合金 。 结 束 语 本文 用 技术监测研 究了铁基 合金上 几种常见 的氧化 层在 恒 温 氧化 及 冷 却过 程 中 的 开 裂及 剥落行 为 。 除 了加 合金 的氧化层 在恒温过程 中就 出现 了开 裂 以外 ， 其 余 合金 的氧 化 层均是在 降温过程发 生开裂及剥落 的 。 一 一 合金 上 的 。 层 由于 与基 体之 间 的热膨 胀 系数差 别较 大 ， 开 裂及剥落非常 明显 ， 因而 总计 数也最 高 。 一 合金 中加 入 虽 然没有改变 氧化 物物相 ， 但加剧 了 层 的开 裂及 剥落 ， 和 的加人 改 变 了氧 化 的层组成 ， 分 别 为 、 、 和 、 刀 ， 但 累积计 数 无 明显 变 化 。 实验结果对 利用选择氧化 减轻金属 材 料的高温腐 蚀具有 指导 意 义 。 参 考 文 献 · ， 一 ， 八 ， ， ， 弓 玉 〕 ， ， 李铁藩 ， 李 美栓 ， 周龙江 理 化检验 物理 分 册 ， 。 ， 齐 慧滨 北 京科 技大学 博士 论 文 ， 一