实验材料及方法选用的GHLi实验合金采用真空感应(VIM)+真空自耗重熔(VAR)工艺冶炼,合金化学成分(质量分数,%)如表1所示。钢锭经高温均匀化、开坯锻造后,等温锻构成圆饼。实验样品即取自锻态饼件,并经h/油淬+h/空冷+h/空冷热处置后,加工成尺寸为30mm!10mm!1-5mm,光亮度为▽7的片状试样。氧化实验按照HB-标准执行,静氧试验炉型号为SX2512,炉门进氧孔径为20mm,称重天平型号为BSS,精度为01mg。每次坩埚出炉后静置2h后称重,氧化实验温度选择为、、、、,每个实验点选取3个试样中止数据平均。
恒温氧化动力学图1显示了、、、和的测量值。GHLi合金的等温氧化动力学曲线，00和考点分别为25，50，75和h。为了进一步研究合金在氧化初期的氧化行为，和详细测量了在两个温度下的氧化动力学，测试点选择为1、3、5、10、25、50、75和小时。
由图1可以看出,随温度升高,合金的氧化速率图1GHLi合金在不同温度下恒温氧化动力学曲线Fig1IsothermaloxidationkineticsofalloyGHLiatdifferenttemperatures及增幅均逐渐增大。合金的氧化动力学曲线可以分成两部分,前半部分为线性速率过渡期(小于等于5h,初期氧化阶段),后半部分为抛物线氧化阶段(稳定氧化阶段)。初期氧化阶段合金表面要生成一层保护性氧化膜,而保护性氧化膜的生成减缓了合金的进一步氧化,氧化逐渐进入稳定期,氧化增重速率减慢,氧化动力学逐渐趋于平稳。
如图2所示，该合金的氧化温度在~范围内动力学遵循抛物线规律，即满足以下关系:(西)2=K物理实验(1)其中:W代表单位面积氧化增重，g2m-4；t表示氧化时间，h；p代表不同温度下氧化的抛物线速率。
图2的直线斜率表明温度氧化速率是恒定的。几个测试点，但作为整个氧化过程，我们需要调整整个据估计，氧化率在~范围内，使用阿伦尼乌斯关系:Kp=Aexp(-B/RT)(2)其中:Kp为氧化抛物线速率常数；a是常数；r是气体积常数；t是温度；热力学函数中，B代表元素激发。是的，但是在这个关系中，我们不能通过回归分析得到元素。质数的活化能。为了获得与Kp一致的温度范围获得了图3中合金的等温氧化lnKp。(1/T)关系曲线。从图3可以看出，整个温度可以是区间分为~K和~K两部分。穿过经计算，两部分分别满足不同的阿伦尼乌斯关系:Kp=625！10-16exp(10/吨)T#(~K)(3)Kp=280！10-4exp(/吨)T#(~K)(4)，这里Kp的单位是g2·m-4·h-1，所以在使用中公式(1)计算时，单位也应采用g。2m-4h-1。
氧化物的表面形貌分析JSMLV扫描电子显微镜使用的视图如图4所示。GHLi合金在不同温度下氧化h后，结果表面形态。从图4(a)可以看出，在℃氧化小时。之后，样品表面有大量块状氧化物，它们覆盖了整个表面。EDS(型号:aISUSSN)分析表明大量氧这些化合物主要富含铬、钴、镍和钛(表2)。当温度达到到了，大量的氧化物结合在一起形成了一个致密层。氧化层和氧化物中钛的含量增加。温度范围在50时，氧化层厚度进一步增加，氧化膜成分与氧化膜成分相同00氧化膜成分差别不大。当温度达到在时，样品表面显示出不连续的大规模氧化。它主要富含钛和铬，以及、和氧化物。与氧化物相比，钛含量明显增加。当温度达到当温度达到时，大氧化物周围的小氧化物迅速生长大，并与大块氧化物一起，共同形成厚氧化物。氧化物层中的钛含量大大增加。实验结果表明，在和时，氧化物表面主要含有钛氧化层，并且氧化物中的钛含量随温度显著增加。
截面分析对不同温度下合金氧化层截面的分析表明(图5)，~的氧化层厚度只有2~米；氧化层厚度约为10米；在时，氧化层厚度达到约20m，氧化层疏松多孔，表明它是相容的。在这个温度下，黄金的抗氧化能力明显减弱。表3是通过90.氧化层截面成分分析得出的主要合金元素。沿厚度方向的成分布。从表3可以得出结论，钛含量氧化层的数量沿厚度方向从内向外逐渐增加，而铬的含量布的规律正好相反。
氧化物的XRD分析使用APBX射线衍射(XRD)来研究不同温度下的氧化层。分析了相组成(表4和图6)，结果显示氧化物主要由(Cr0·88·Ti0·12)2o3、Cr2·NiO4和TiO组成；在时，Cr2NiO4逐渐减少，(Cr088钛012)2O3逐渐增加；在50时，Cr2NiO4基本上消失了，(Cr088Ti012)2O3进一步增加；00在，(Cr088Ti012)2O3继续增加，并伴有少量TiO2；00在和TiO2的含量大大增加。结合以前测试结果，在氧化初期，试样表面首先形成一层铬基氧化层。随着时间的推移，在氧化膜的外面逐渐形成一层钛主要是含铬氧化物层。
抗氧化性能评估表5显示了在不同温度下氧化小时的合金的氧。薄膜单位面积的脱落量。可以看出合金处于。氧化小时后，氧化膜几乎不脱落或脱落很少。表明氧化膜致密，结合力强。超过，氧气膜的剥离明显加重。合金的抗氧化等级，主要通过平均氧化速率和样品在50~小时时间间隔内的平均值从图7和表5可以看出对水垢脱落量的综合评价。合金在50~小时内的平均氧化速率为。低于01g/(m2h)平均鳞片脱落量小于为10g/m2，属于完全抗氧化级别。低于50，合金中的氧化学反应的速率随着温度的升高而缓慢增加；超过，合金氧化学转化的速率随着温度的升高而显著增加。通过计算和拟合，平均氧速率和温度之间存在以下关系(见图7):W()2=355!10-4T-0(5)其中的w为50~小时的平均氧化速率，t为温度。总之，GHLi合金在下完全抗氧级，其中以下的抗氧化性能尤为突出。
结论1)GHLi合金在时完全抗氧化。级，其中以下的抗氧化性能尤为突出。2)GHLi合金在～范围内的氧化动力学遵循抛物线规律，氧化机理从初始表面产生。将反应机理控制改为扩散机理控制，并使用Arrhenius方程得到合金的氧含量在～范围抛物线速率常数。3)氧化层的形成主要受铬和钛的控制，在氧化初期，受反应机理控制，氧化膜主要由氧化铬组成。成分，氧化膜比较致密；稳定氧化阶段，扩散机制控制在氧化层外逐渐生成以钛为主的含铬氧化物，氧化层是松散的。受扩散速率的影响，钛的含量随氧的含量而增加层厚由内向外逐渐增加，但铬的分布正好相反。
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