Co-Mo-Cr-Si体系相关系及其耐铝液腐蚀性能的研究

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zxd19811219
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钴基合金由于具有耐腐蚀、耐磨损以及良好的高温抗蠕变和高温红硬性等优点而得到广泛应用。由Deloro Stellite Holding Inc.设计的Tribaloy系列合金(Co Mo Cr Si合金)是一种典型的钴基合金,其典型组织为硬质Laves相+钴的固溶体,其中Laves相保障了强度和硬度,而钴基体保证其韧性。由于其良好的高温力学性能而被广泛应用于耐磨耐蚀涂层材料。为了进一步开发新型钴基合金以及对钴基合金性能进一步的研究,本文对Co-Mo-Cr-Si四元系的相关系和耐铝液腐蚀性能进行了理论和实验的研究。通过扫描电子显微镜和能谱仪(SEM-EDS)以及X-射线衍射仪(XRD)对平衡合金进行分析,实验测定了Co-Mo-Si三元系富钴角1000℃的相关系;结合相消失法,实验确定了Co-Mo-Cr-Si四元系70 at.%Co的1000℃等温截面。实验结果表明,在1000℃时,Co-Mo-Si三元系富钴角存在3个三相区,富钴相都和Co Mo Si平衡;在Co-Mo-Cr-Si四元系70 at.%Co的等温截面中存在一个成分范围很宽的(Co)+Co3Mo2Si两相区,实验测得该四元系存在12个相区,这12相区共包括1个四相区:(Co)+Co3Mo+Co7Mo6+Co3Mo2Si;5个三相区:(Co)++Co7Mo6+Co3Mo2Si、(Co)+αCo2Si+Co3Mo2Si;5个两相区:(Co)+αCo2Si、(Co)+Co3Mo2Si、Co3Mo+Co3Mo2Si、Co3Mo+Co7Mo6、(Co)+Co7Mo6;1个单相区:(Co)。Cr在(Co)、αCo2Si、Co3Mo、Co7Mo6和Co3Mo2Si的最大溶解度分别为25.5 at.%、3.8 at.%、1.5 at.%、9.9 at.%和16.7 at.%,Si在(Co)、Co3Mo和Co7Mo6的最大溶解度分别为17.8 at.%、0.3 at.%和2.6 at.%。结合Co-Mo-Cr-Si四元系相关系,研究了不同的Mo、Cr和Si元素含量对Co-Mo-Cr-Si合金的组织及其700℃耐铝液腐蚀性能的影响。实验结果表明,Si的含量分别为0.6、1.2、2.0、2.4 wt.%时,(Co)为FCC结构;Si的含量分别为2.8、3.4、5.6 wt.%时,(Co)为HCP结构。Mo和Si元素含量影响着合金组织,Mo和Si元素含量增加,Laves相比例增加。Co Mo4Cr23.8Si0.6合金耐腐蚀性能最好,腐蚀产物主要是(Co,Mo,Cr)2Al5和(Cr,Mo)7Al45。Co Mo28.5Cr16.7Six合金耐腐蚀性随着Si含量的增加而增加,腐蚀产物主要是(Co,Mo,Cr)2Al9和(Cr,Mo)7Al45。Mo元素含量较多时主要生成(Mo,Cr)Al5,Cr元素含量较多时主要生成(Cr,Mo)2Al13
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