fecrw合金高温抗氧化腐蚀性能的研究

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1、中南大学硕士学位论文摘要FeCrW合金具有优异的高温抗氧化腐蚀和高强度等性能，是重要的固体燃料电池双极板候选材料。迄今为止对FeCrW合金在高温下的氧化行为的研究缺乏系统性，相关的合金设计、抗氧化性能的影响因素等都还缺乏相对完整的理论阐述。从改善合金高温抗氧化性能角度出发，我们采用粉末冶金工艺方法制备了微米的FeCrW合金，并利用金相分析、XRD、SEM和高温氧化增重等手段分析了成分变化、添加合金元素和稀土氧化物等对其高温抗氧化性能的影响。在实验研究的基础上，我们对FeCrW合金的高温氧化行为作了定性分析，研究了影响合金高温抗氧化腐蚀的因素，探讨了合金的氧化动力模型，得到以下

2、结论：1．合金中Cr的含量控制在15～20wt％，W的含量控制在5～9wt％之间：Fel5CrTW和Fel8Cr9W综合性能比较好，可以优先发展；w含量过高不利于形成保护性氧化皮。2．合金元素的加入对抗氧化性能有明显的影响；Mn有利合金的电导，控制在Mn≤1wt％；Mo≤lOwt％、Ni≤0．6wt％有利于提高抗氧化性能：Ti≤2．5wt％有助于氧化初期复合氧化皮的形成；碳含量应严格控制在C≤O．45wt％。3．A1≤O．6wt％对合金氧化皮起优异的保护作用4．稀土CellO．4wt％、Y。O。≤1wt％对合金的抗腐蚀作用较为有效。5．探讨了合金的氧化动力模型并用Fel8Cr

3、9W的试验数据对其进行了评估。关键词：固体氧化物燃料电池，双极板，铁铬钨合金，稀土，高温抗氧化ScientificDissertationofMasterDegree，CSUABSTRACTDuetotheirexcellentoxidationresistance，highmeltingpointsandhighstrengthatelevatedtemperatures．FeCrW—basedmulti—phasealloyshavedemonstratespromiseformanyhightemperatureapplicationsandhavebeenconsid

4、erablecandidatematerialsforsolidoxidefuelcell(SOFC)interconnectorbipolar-plate．Howevertherestilllackofsystematicoftheiroxidationbehaviorbothexperimentallyandtheoretically．ItisthereforetheaimofthepresentstudytoconductsystematicinvestigationoftheoxidationbehavioroftheFeCrW—basedmulti—phaseall

5、oys．Thesamplesofvariouscomponentsarepreparedbypreparedbymechanicalalloyingfollowedbyhot·pressprocess．Theeffectofcompositionandmicrostructureontheoxidationbehaviorofthesealloysareinvestigatedforfirsttimebymeansofthermalexpansionmeasurement，X—Raydiffractionanalysis，scanningelectronmicroscopy，

6、conductivity-measurementandoxidationmassgainbyanalyticalbalance．Basedonexperimentalresults．theoxidationbehaviorofFeCrWalloysatelevatedtemperatureisexploredtheoretically．Theresultsobtainedarethefollowing：1．TheoptimalCrcontentshouldbecontrolledintherangeof15．20wt％．andingeneraltheincreaseofCrb

7、enefitsoxidationresistancewhiletheincreaseofWcontentmaylowertheoxidationresistanceandshouldnotbemorethan9wt％．2．Mnpromoteselectricalconductionandshouldbecontrolledwithinlwt％．Inaddition，MoandNiimprovemechanicalpropertyandoxidationresistance，therecontentssh