Si、V对Fe-Al-Cr合金抗高温氧化性的影响

Si、V对Fe-Al-Cr合金抗高温氧化性的影响

论文摘要

本文通过900℃10h高温氧化实验测试添加不同合金元素(Si、V)的Fe-Al-Cr系高铝钢的抗高温氧化性。经测试,Fe-Al-Cr-Si的抗高温氧化性优于Fe-Al-Cr与Fe-Al-Cr-V合金。实验发现Fe-Al-Cr合金在高温环境下经历氧化物生成-脱落-基体氧化的动态过程,其抗高温氧化性主要取决于Fe/Al2O3界面的结合强度,而不是与铝含量呈正相关。通过密度泛函理论计算合金元素对金属/氧化物界面结合能的影响,解释了Si、V对Fe-Al-Cr系合金耐高温氧化性影响的机理:Fe/Al2O3界面结合力来自Fe-O的共价作用,Si使界面结合能从-7.16eV降低至-7.41eV,使Al2O3与基体结合更加紧密,改善了合金的高温抗氧化性;V提高界面结合能至-6.06eV,使界面容易失效,导致Al2O3的脱落,破坏了合金抗高温氧化性。

论文目录

  • 1 实验材料与实验方法
  •   1.1 实验材料
  •   1.2 900℃空气氧化实验
  •   1.3 空气动力学热分析实验
  • 2 实验结果与分析
  •   2.1 900℃空气氧化实验
  •   2.2 空气动力学热分析实验
  •   2.3 XRD测试
  • 3 第一性原理计算
  •   3.1 结合能的计算
  •   3.2 计算模型
  •   3.3 环境敏感镶嵌能
  •   3.4 态密度和布居分析
  •   3.5 计算结果分析
  •     3.5.1 环境敏感镶嵌能
  •     3.5.2 界面结合能
  •     3.5.3 态密度和布居分析
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 王锦涛,韩校宇,刘守平,侯微

    关键词: 高铝钢,抗高温氧化性,界面结合能,第一性原理

    来源: 重庆大学学报 2019年02期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

    专业: 金属学及金属工艺,机械工业

    单位: 重庆大学材料科学与工程学院,重庆材料研究院

    分类号: TG142.1

    页码: 82-93

    总页数: 12

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