Surface chemistry evolution of F‐doped Ni‐base superalloy upon heat treatment
Surface chemistry evolution of F‐doped Ni‐base superalloy upon heat treatment
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Fâ掺杂镍基高温合金热处理后的表面化学演化
DOI：
10.1002/maco.201609024
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发表时间：
--
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Grundmann
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zschau;Schütze;Galetz;Gleeson;Lorenz;Grundmann
Al含量在3~5 wt%之间的镍基高温合金在90 0 °C以上的温度下，抗氧化性不足。通过离子注入和随后的热处理，在表面附近区域掺杂氟后，氧化机制发生了变化。在此基础上，观察到保护性氧化铝膜的形成。本研究致力于研究氧化铝氧化膜形成的动力学偏向的本质。在38 keV下，用1017F/cm2的F离子注入了3.5keV的In738合金样品。用二次中性质谱(SNMS)测量了O、Ni、Cr、Co、Ti和Al的深度分布，用非破坏性质子诱发伽马射线发射(PIGE)测量了F深度分布。直接注入F后，在表面附近没有观察到富铝现象。加热至400~800 °C时，未观察到明显的氧化铝结垢现象。在1000和1050 °C时，形成了一个明显的富铝区。将氧化时间延长到12 h，表面形成了明显的Al-Profile，表明在表面附近生长出了纯氧化铝氧化膜。
Ni‐based superalloys with Al‐contents between 3 and 5 wt% exhibit insufficient oxidation resistance at temperatures above 900 °C. A change of the oxidation mechanism has been achieved after doping surface‐near regions with fluorine by ion implantation and subsequent heat treatment. With that, the formation of a protective alumina scale was observed. This study is dedicated to the nature of the kinetic bias for the alumina scale formation. The samples of alloy IN738 (3.5 wt% Al) were implanted with F‐ions (1017F/cm2at 38 keV). The depth profiles of O, Ni, Cr, Co, Ti, and Al were determined using secondary neutrals mass spectrometry (SNMS), whereas the F‐depth profiles were measured by non‐destructive proton‐induced gamma‐ray emission (PIGE). Directly after F‐implantation no Al‐enrichment near the surface was observed. After heating up to temperatures between 400 and 800 °C, no distinct alumina scale formation was observed. At 1000 and 1050 °C, a distinct Al‐rich region has formed. Extending the oxidation time up to 12 h leads to a pronounced Al‐profile, suggesting the growth of a pure alumina scale near the surface.
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