The effects of sulfur and reactive elements to the microstructure of alumina scale on heat-resistant alloys

硫和反应元素对耐热合金氧化铝皮微观结构的影响

基本信息

  • 批准号:
    10650719
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.24万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1998
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1998 至 2000
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The purpose of this study is to clarify the effect of sulfur and reactive elements to the microstructure of alumina scale on heat-resistant alloys.1. Oxidation behavior of Fe-20Cr-4Al alloys with 3, 35, 53, 104, 171, 185, 491, 1300 and 6300ppmS was studied for 18ks at 1273, 1373, 1473, 1573 and 1673K in oxygen. Oxide scales on 3ppmS showed good oxide adherence at any oxidation temperatures. Oxide scales on 35, 53, and 104ppmS spalled extensively during cooling after oxidation at 1473K.Oxide scales on 3ppmS showed a planar morphology, however, oxide scales on 7, 35 and 53ppmS showed a convoluted morphology after oxidation at 1473K.2. Oxidation behavior of Fe-20Cr-4Al alloys (185ppmS), and the alloys with yttrium (10, 300, 800 and 3700ppmY), or hafnium (500, 900, 1900 and 4300ppmHf) was studied for 18ks at 1273, 1373, 1473, 1573 and 1673K in oxygen. Yttrium-doped alloys showed an improved oxide adherence because of removal of sulfur and formation of yttrium-sulfide particles into the substrate. On the othe hand, oxide scales on hafnium-doped alloys spalled after oxidation at 1573K.3. Oxidation behavior of Fe-20Cr-4Al (3, 7, 53, 104, 171, 185 and 1300ppmS, 10, 300, 800 and 3700ppmY, 500, 900, 1900 and 4300ppmHf) was studied for 360ks at 1373, 1473 and 1573K in air. After oxidation at 1573K, oxide scales on 7 and 53ppmS showed good oxide adherence, however, oxide scales on 104, 171, 185 and 1300ppmS spalled during cooling. On the other hand, yttrium-doped alloys showed good oxide adherence, and oxide scales on hafnium-doped alloys spalled. The microstructure of oxide scales on the alloys depended on temperature and time of oxidation, and contents of sulfur, yttrium or hafnium.
本研究的目的是阐明硫和活性元素对耐热合金氧化铝膜微观结构的影响.研究了Fe-20 Cr-4Al合金在1273、1373、1473、1573和1673 K氧中18 ks的氧化行为。在任何氧化温度下,3 ppmS上的氧化膜均显示出良好的氧化物粘附性。35,53和104 ppmS的氧化膜在1473 K氧化后冷却过程中大量剥落,3 ppmS的氧化膜呈平面状,而7,35和53 ppmS的氧化膜在1473 K氧化后呈卷曲状。本文研究了Fe-20 Cr-4Al合金(185 ppmS)和含钇(10,300,800和3700 ppmY)及含铪(500,900,1900和4300 ppmHf)合金在1273,1373,1473,1573和1673 K氧中18 ks的氧化行为。钇掺杂合金表现出改善的氧化物粘附性,因为去除硫和形成的硫化钇颗粒进入基板。另一方面,在1573 K下氧化后,掺铒合金上的氧化膜剥落。研究了Fe-20 Cr-4Al(3、7、53、104、171、185和1300 ppmS,10、300、800和3700 ppmY,500、900、1900和4300 ppmHf)合金在1373、1473和1573 K空气中360 ks的氧化行为。在1573 K氧化后,7和53 ppmS的氧化膜表现出良好的氧化粘附性,而104,171,185和1300 ppmS的氧化膜在冷却过程中剥落。另一方面,钇掺杂的合金表现出良好的氧化物粘附性,和氧化皮上的钇掺杂的合金剥落。合金氧化膜的微观结构与氧化温度、氧化时间以及硫、钇、铪的含量有关。

项目成果

期刊论文数量(59)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
天野忠昭: "微量の硫黄を添加した耐熱合金の高温酸化挙動"Journal of Advanced Science. 11. 7-13 (1999)
Tadaaki Amano:“添加微量硫的耐热合金的高温氧化行为”《先进科学杂志》11. 7-13 (1999)。
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    0
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T.Amano: "Long-Term Oxidation of Heat-Resistant Alloys with Small Amounts of Sulfur and Reactive Elements at 1473K"Journal of Advanced Science. 11. 65-66 (1999)
T.Amano:“含少量硫和活性元素的耐热合金在 1473K 下的长期氧化”《先进科学杂志》。
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    0
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T.Amano: "High-temperature oxidation of Al_2O_3-forming heat-resistant alloys with small amounts of sulfur at 1373 and 1473K"Journal of Advanced Science. 12. 89-91 (2000)
T.Amano:“1373和1473K下含少量硫的Al_2O_3形成耐热合金的高温氧化”《先进科学杂志》。
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T.Amano: "Cyclic oxidation Behavior of Fe-20Cr-4Al Alloys with Small Amounts of Sulfur at High Temperatures"Oxidation of Metals. 53. 451-466 (2000)
T.Amano:“高温下含少量硫的 Fe-20Cr-4Al 合金的循环氧化行为”金属的氧化。
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T.Amano: "Spalling of Oxide Scale on Fe-20Cr-4Al Alloys with Small Amounts Sulfur at 1373K"Proceedings of Corrosion Asia 2000. 189-204 (2000)
T.Amano:“1373K 下含少量硫的 Fe-20Cr-4Al 合金上氧化皮的剥落”Proceedings of Corrosion Asia 2000. 189-204 (2000)
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