【正文】 相與γ相的共晶成分時(shí)，發(fā)生L→(γ+M3B2)共晶反應(yīng)，形成硼化物共晶。 將實(shí)驗(yàn)用棒材在1080℃（8h）空冷，830℃（8h）空冷和700℃（16h）空冷熱處理；再將鑄好的實(shí)驗(yàn)原材料用線切割機(jī)切d20mm4mm的試樣若干個(gè)，然后把試樣在360、600SiC砂紙打磨光亮；同時(shí)坩堝在箱式電阻爐中進(jìn)行10h的1200℃恒溫處理，以去除坩堝雜質(zhì)，恒重坩堝；并將其中9個(gè)試樣平均分成三組，給每個(gè)樣品上涂上重鉻酸鉀溶液，在型號(hào)為ZM4515的真空鉬絲爐里熔煉為其鍍上一層氧化膜（Cr2O3），并稱重，記錄好試樣涂膜后的重量與坩堝和試樣的總重量；再將分好組的試樣放入已經(jīng)編號(hào)處理過的坩堝中，然后把坩堝放入編號(hào)為SX614的電阻爐中恒溫腐蝕，分別設(shè)置溫度為600℃，650℃，700℃，每隔一定的時(shí)間將腐蝕后的試樣拿出來(lái)冷卻以后稱重；恒溫腐蝕完以后，在電子掃描顯微鏡上觀察恒溫腐蝕100h后的表面形貌，以確定并分析試樣在經(jīng)過硫酸鈉和氯化鈉的混合鹽沉積腐蝕后的表面腐蝕產(chǎn)物；然后再將剩余沒有經(jīng)過恒溫腐蝕的沒有涂膜的試樣在砂紙上拋光，用于觀察金相。分析金相。然后在金相顯微鏡下觀察合金金相顯微組織。鑲嵌結(jié)束后，在P2金相試樣拋光機(jī)上拋光試樣。使用型號(hào)為XQ2B的金相鑲嵌機(jī)和酚醛樹脂粉末鑲嵌試樣，放入樣品，添加酚醛樹脂粉末，加墊塊和蓋上蓋子，設(shè)定恒溫?zé)釅簳r(shí)間時(shí)間為10min，溫度為140℃，在鑲嵌過程中要注意加壓。取試樣放在型號(hào)為S—6280N的掃描電子顯微鏡下觀察其表面腐蝕形貌，掃描前需要對(duì)試樣噴金，并用掃描電子顯微鏡系統(tǒng)中的能譜儀（EDS）對(duì)有明顯特征的部位做能譜分析，以確定CH2135在經(jīng)過硫酸鈉和氯化鈉的混合鹽沉積腐蝕后的表面膜的成分，為后期的數(shù)據(jù)分析提供事實(shí)依據(jù)。為了試驗(yàn)的需求，每次稱重都需對(duì)樣品和樣品與坩堝分別稱重。在進(jìn)行恒溫?zé)岣g1h后取出坩堝稱量一次，以后依次在3h、5h、10h、25h、50h、75h、100h的時(shí)間點(diǎn)取出坩堝進(jìn)行稱量。每隔一定時(shí)間取出坩堝，在精度為1104g的AB304S電子天平上稱重。作為篩選合金和成分很有用處。 高溫腐蝕目前評(píng)價(jià)合金抗熱腐蝕性能常用的方法有坩堝試驗(yàn)、涂鹽試驗(yàn)、淋鹽試驗(yàn)、電化學(xué)試驗(yàn)和燃燒裝置試驗(yàn)。將經(jīng)過表面改性后的樣品，平均分為三組。（3）涂鹽。同時(shí)將坩堝在箱式電阻爐中進(jìn)行10h的1200℃恒溫處理，以去除坩堝雜質(zhì)，恒重坩堝。 GH2135的元素成分表元素CCrNiWMoAlTiFeBCe含量（%）≤Bal≤≤（2）表面改性處理。第二章 實(shí)驗(yàn)方法在腐蝕實(shí)驗(yàn)之前，需要將原材料制作成試樣，其具體步驟如下：（1）制作樣品。為此，許多研究者，對(duì)新研制的鐵基高溫合金，在其力學(xué)性能研究取得一定進(jìn)展的前提下，對(duì)其耐高溫腐蝕性能進(jìn)行了大量的研究[22] ，提出了高溫腐蝕的一系列機(jī)理。 本文的研究意義和內(nèi)容航空、航海用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)上使用的熱端部件，經(jīng)常受到工業(yè)環(huán)境、海洋氣氛以及燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的硫酸鹽、鹵化物或其它混合鹽的污染，而導(dǎo)致合金葉片熱腐蝕失效。CeO2通過促進(jìn)穩(wěn)定氧化鉻膜的形成，改善氧化膜的保護(hù)性能以及提高氧化膜化學(xué)穩(wěn)定性等方式顯著地提高合金HK40在熔鹽中的腐蝕抗力。而這種燒結(jié)過程能促使存在于氧化膜中的內(nèi)應(yīng)力通過塑性變形得以釋放，并且，燒結(jié)后的外氧化層具有較高的內(nèi)聚力，勢(shì)必增加氧化膜的穩(wěn)定性和抗剝落能力。一方面，合金HK40O2在1100℃的氧化氣氛中預(yù)先形成了一層較為均勻、連續(xù)的含鉻和鐵的混合氧化膜；而CeO2的存在抑制了基體氧化物的形成，得到了更為均勻、致密、穩(wěn)定的富Ce2O3CeO2的氧化層且降低氧化速率。在高溫腐蝕過程中，這層氧化膜的組織結(jié)構(gòu)基本上不發(fā)生變化，在熔鹽中顯示出很好的穩(wěn)定性。這表明：表面涂覆CeO2預(yù)氧化物處理能使合金在熱腐蝕過程中形成相對(duì)穩(wěn)定的富鉻氧化膜，具有更好的保護(hù)性。而HK40CeO2則由于CeO2在預(yù)氧化物變成斷續(xù)、彌散分布的微小顆粒，并且，顆粒內(nèi)臺(tái)有相當(dāng)數(shù)量的鈰。由實(shí)驗(yàn)得知，HK40腐蝕后表面形成疏松、多孔的氧化膜，組織粗大，凸凹不平，肉眼可見到氧化膜的局部開裂，大塊剝落或鼓泡。 鐵基合金在（Na、K）2SO4和NaCl混合鹽膜下的腐蝕最近，一些相關(guān)人士研究了預(yù)氧化處理對(duì)合金熱腐蝕行為的影響，以及經(jīng)稀土氧化物作用后形成的氧化膜抗熱腐蝕性能。使氧化膜與基體的粘附性即氧化膜本身的致密性遭到嚴(yán)重的破壞。而Fe，Ni的氯化物則需擴(kuò)散到距氧化膜/ 氣相界面相對(duì)較近的位置，即氧勢(shì)相對(duì)較高處才能轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氧化物。另一個(gè)原因是:不同的金屬氧化物向氯化物轉(zhuǎn)變所需的臨界氧分壓存在顯著差異,相應(yīng)的不同金屬在氧化膜中發(fā)生上述的轉(zhuǎn)變位置也不同。實(shí)際上，合金在熔鹽沉積物下的耐蝕性與表面保護(hù)性氧化物在熔融鹽中的熱力學(xué)穩(wěn)定性密切相關(guān)，而后者又主要取決于氧化物在熔鹽中的溶解度以及溶解度與熔鹽堿度、氧壓的相互關(guān)系。分析如下：在表面有固態(tài)氯鹽沉積物出現(xiàn)時(shí)，金屬或合金腐蝕作用機(jī)制往往被描述為“活化氧化”過程[16]。對(duì)12CrLMoV來(lái)說(shuō)，其氧化膜外側(cè)基本上是不含Cr的Fe2O3，內(nèi)氧化層則由混合的Fe2O3和Cr2O3組成，并且Cr含量由外向內(nèi)逐漸升高。氧化膜都在不同的時(shí)間開始脫落。具體研究?jī)?nèi)容如下：將20碳鋼、12CrLMoV低合金和310不銹鋼分別在750℃和800℃下進(jìn)行腐蝕（因?yàn)镵Cl的熔點(diǎn)是770℃）。而研究表明，在垃圾焚燒中，氯化占比較大比例。 鐵基合金在KCl鹽膜下的腐蝕近年來(lái)，很多國(guó)家都在大力發(fā)展垃圾焚燒計(jì)劃，以減輕工業(yè)和市政垃圾對(duì)環(huán)境的壓力。但由于Al的氧化物Al2O3也易于與硫酸鹽化反應(yīng)，其產(chǎn)物也可與Na2SO4反應(yīng)生成液態(tài)共晶硫酸鹽，因而即使鋁化物涂層也難以避免在中溫下發(fā)生的熱腐蝕。在現(xiàn)實(shí)中，我們必須要控制介質(zhì)對(duì)合金的腐蝕。其他合金的結(jié)果與Fe5Al合金類似。富Al氧化物內(nèi)層中有頗多的富Al硫化物。FeCr和FeAl合金的致密氧化物層分別由Fe2OCr2OFeCr2O4和Fe2OAl2OFeCr2O4組成，其相對(duì)含量因合金中Cr、Al含量而異。具體研究?jī)?nèi)容如下：鐵基合金發(fā)生熱腐蝕反應(yīng)后，其腐蝕產(chǎn)物大體上分為兩層，即與鹽混在一起的疏松氧化物層和緊靠金屬表面的相對(duì)較致密的氧化物層。硫酸鹽熱腐蝕不僅發(fā)生在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上，在沿海發(fā)電廠的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中高溫部件同樣發(fā)生硫酸鈉或硫酸鈉與氯化鈉混合鹽層的熱腐蝕［11］，人類發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)熱腐蝕事例就是電站鍋爐管耐熱鋼由Na2SO4沉積導(dǎo)致的破壞。 堿金屬硫酸鹽沉積對(duì)鐵基合金的腐蝕鐵基高溫合金，廣泛應(yīng)用于民用鍋爐、火力發(fā)電站等工業(yè)鍋爐及其他燃燒裝置中。為此，許多研究者對(duì)新研制的合金，在其力學(xué)性能研究取得一定進(jìn)展的前提下，對(duì)其耐高溫腐蝕性能進(jìn)行了大量的研究 。浸蝕過程如圖3所示。而后，新形成的氧化膜再次遇到NaCl的浸蝕剝離（當(dāng)然也有Na2SO4的加速氧化作用）。實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐都已證明，在Na2SO4和NaCl組合作用下的腐蝕程度要比兩者單獨(dú)作用的腐蝕程度嚴(yán)重得多。從前面的論述，我們已經(jīng)知道堿性熔融或酸性熔融，是一個(gè)通過化學(xué)反應(yīng)來(lái)加速氧化的過程。 氯化物和硫酸鹽的綜合作用由于在現(xiàn)實(shí)環(huán)境里，物體一般大都不會(huì)只受單一腐蝕因素的影響，往往是很多種腐蝕介質(zhì)同時(shí)共存產(chǎn)生錯(cuò)綜復(fù)雜的影響，其中Na2SO4和NaCl共存的可能性相當(dāng)大。其反應(yīng)方程式為：CrO2C12+2NaCl+2H2O(氣)=Na2CrO4+4HCl要注意的是純Na2SO4對(duì)Cr2O3氧化膜也有浸蝕作用，但不如NaCl嚴(yán)重。一方面，氯化鈉（或蒸氣）直接與表層保護(hù)性氧化膜Cr2O3反應(yīng)，生成易揮發(fā)的CrCl3（）：6NaCl+Cr2O3=2CrCl3↓+3Na2O另一方面，氯化鈉蒸氣通過氧化膜的微裂紋進(jìn)入氧化膜和合金基體之間，反應(yīng)生成的氣態(tài)氯氧化物的壓力足以使氧化皮向上浮動(dòng)并破裂，從而造成大面積氧化膜的破損，）、c）所示。據(jù)有關(guān)資料介紹，700℃時(shí)，NaCl能使Nimonic90合金表面氧化膜（Cr2O3）的32%遭到破壞，750～800℃時(shí)，破壞程度達(dá)到60%左右。氣態(tài)浸蝕的臨界溫度較高，一半在700～750℃左右。但兩種熔融是互相聯(lián)系的，對(duì)成分復(fù)雜的合金和涂層來(lái)講，堿性熔融往往是酸性熔融的前奏，發(fā)展到后期，產(chǎn)生災(zāi)難性的酸性熔融反應(yīng)［6,7］。合金表面沉積有鹽膜是產(chǎn)生熱腐蝕酸堿熔融機(jī)理的先決條件。如果液態(tài)硫酸鈉中的氧離子活度很低，氧化膜可以以另外一種方式分解：NiO=Ni2++ O2Al2O3=2Al3++ 3O2但合金中含有相當(dāng)數(shù)量的鉬、鎢、釩等合金元素時(shí)，在熱腐蝕初期形成的NiO、Al2O3的同時(shí)，也形成MoOWOV2O5等氧化物，它們與液態(tài)硫酸鈉中的氧離子的反應(yīng)能力很強(qiáng)：MoO3+ O2= MoO42WO3+ O2= WO42V2O5+ O2= 2VO3上述反應(yīng)的結(jié)果，使氧化膜/熔鹽界面上的氧離子活度降地很低，因而使NiO和Al2O3發(fā)生上述分解反應(yīng)，熔鹽中的Ni2+、Al3+、MoO4WO42等離子都向熔鹽外部擴(kuò)散，在熔鹽/氣體界面上，由于MoO3等氧化物和SO3不斷揮發(fā)，使反應(yīng)式 以及反應(yīng)SO42 = SO3+ O2都向產(chǎn)生氧離子方向進(jìn)行，使氧離子活度顯著升高，從而促使反應(yīng)式向反方向進(jìn)行，重新在熔鹽/氣體界面上沉淀出多孔的非保護(hù)性的NiO和Al2O3?MoO3等易發(fā)的氧化物在氧化物/熔鹽界面上的溶解和在熔鹽/氣體界面上的揮發(fā)，維持了熔鹽內(nèi)的氧離子活度梯度，從而維持了氧化物在熔鹽中溶解度的負(fù)梯度，使反應(yīng)不斷進(jìn)行［5］。當(dāng)熔鹽中CrO42的濃度達(dá)到飽和時(shí)，熱腐蝕也就停止了，合金表面上保持著連續(xù)的Cr2O3保護(hù)膜。NiAl基合金的表面形成Cr2O3時(shí)，則發(fā)生：Cr2O3+2O2+3/2O2=2CrO42該反應(yīng)降低了熔鹽中的氧離子活度，使NiO的溶解被抑制。合金中如果表面上形成Al2O3膜，則可能存在下列反應(yīng)；Al2O3+O2=2AlO2當(dāng)熔鹽中存在氧離子活度梯度時(shí)，Al2O3膜在氧離子活度高的氧化物/熔鹽一側(cè)被溶解，而在熔鹽/氣體界面上再沉淀出來(lái)，此時(shí)Al2O3已是無(wú)保護(hù)性的。該模型認(rèn)為，在熱腐蝕時(shí)，由于金屬或合金的表面上形成的具有保護(hù)性的膜層在沉積的液態(tài)熔鹽中不斷地被溶解而造成加速腐蝕。下面就從熱腐蝕的酸堿熔融機(jī)理、氯化鈉的腐蝕機(jī)理、硫酸鈉和氯化鈉的綜合腐蝕機(jī)理三方面進(jìn)行熱腐蝕機(jī)理的介紹。合金的熱腐蝕是指在高溫燃?xì)庵泻蛉剂虾秃}環(huán)境中由于燃燒而沉積在表面的硫酸鹽引起的加速氧化現(xiàn)象。高溫腐蝕包括高溫氧化腐蝕、鈉硫腐蝕、碳腐蝕、釩蝕及沖蝕。在20世紀(jì)70年代，曾大量制作 WP6和 WP6甲發(fā)動(dòng)機(jī)一、二級(jí)渦輪盤，裝備1 000多架殲擊機(jī)和強(qiáng)擊機(jī)在外場(chǎng)正式投入使用，其中還有 300多架飛機(jī)援外。它的研制成功為我國(guó)高溫合金人材培養(yǎng)也起了非常重要的作用。而GH2135合金作為我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的第一個(gè)渦輪盤鐵基高溫合金，它是我國(guó)自行研制的鐵基沉淀強(qiáng)化高溫合金中使用最早、使用量最大、使用品種最多、研究工作最深入的一種合金，在我國(guó)高溫合金的發(fā)展史上占有非常重要的一頁(yè)。鐵基高溫合金是以鐵為基，配以多種元素的合金化作用來(lái)提高其高溫機(jī)械性能和高溫抗腐蝕性能的特種合金。關(guān)鍵詞：表面改性；高溫?zé)岣g；GH2135ABSTRACTThe hot corrosion process was carried out in spontaneous mode with the decreasing of free energy in the usual situation. Moreover, the corrosion process could lead to the consumption