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FeCoNiCr基多主元合金的定向凝固组织演化及电化学腐蚀行为

王锦永

   按照等摩尔比的多主元合金设计思想,采用真空电磁感应熔炼法制备出了FeCoNiCrAl合金和FeCoNiCrCu合金体积凝固态组织,利用定向凝固设备,在恒定温度梯度下,通过改变抽拉速率,制备出了具有不同生长速度的FeCoNiCrAl合金和FeCoNiCrCu合金的定向凝固组织。运用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪、X射线衍射仪、热分析仪对多主元合金进行了显微结构、元素分布、相组成、热性能和定向凝固组织演化规律的研究。通过电化学实验,研究了多主元合金体积凝固态组织和生长速度为1μm/s的定向凝固态组织在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。 XRD分析表明,合金在凝固过程中没有形成大量脆性金属间化合物,只存在简单相结构,FeCoNiCrAl合金体积凝固态组织为BCC结构,FeCoNiCrCu合金体积凝固态组织为单一的FCC结构固溶体。EDS分析结果表明,在FeCoNiCrAl合金中,Fe、Cr富集在枝晶间区域,Ni、Al富集在枝晶区域,Co在两个区域含量相当;在FeCoNiCrCu合金中,Fe、Co、Ni、Cr主要富集在枝晶区域,Cu主要富集在枝晶间区域。 在实验研究范围内,随生长速度增加,FeCoNiCrAl合金稳态组织经历了平面晶、粗胞晶、细胞晶、粗枝晶、细枝晶的演化过程;FeCoNiCrCu合金稳态组织经历了平面晶、胞晶、胞状树枝晶、树枝晶的演化过程。随凝固速度增加,两种合金晶粒都是逐渐细化的,FeCoNiCrAl合金主要通过竞争生长、侧枝发展成为一次主轴的方式进行柱晶间距的调整,FeCoNiCrCu合金主要通过竞争淘汰、尖端开裂的方式进行柱晶间距的调整。 在3.5%NaCl溶液中,FeCoNiCrAl合金和FeCoNiCrCu合金显示出了相似的电化学腐蚀性能,即按照体积凝固态组织、生长速度为1μm/s的定向凝固态组织的顺序,耐腐蚀能力增加,这是因为定向凝固后合金晶界数量大大减少,元素偏析程度减小,降低了形成局部腐蚀原电池的倾向。……   
[关键词]:多主元合金;定向凝固;组织演化;电化学腐蚀行为
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:河南理工大学2010年