图3显微镜(SEM /北)的Fe-15Cu-5Al合金氧化在1 000℃截面:(a)一般观点;(b)大结节放大视图;(c)分层尺度放大视图;(d)结节的外侧区域放大视图;(e)铜岛放大视图;(f)内混合区总观;(g)?(h)放大视图内的混合区
Fe-15Cu-5Al三元合金的腐蚀特点是部分与所对应的二进制铁铜和铁铝合金。然而,这种关系并不明显Fe-15Cu-5Al和对应二进制Cu-Al合金之间。和尺度的微观结构形成Fe-15Cu-5Al合金是对应的二进制Fe-Cu合金的共同特点在一定程度上。三,25%,50%和75%的
铜(质量分数)的铁-铜合金的空气氧化已被检查[ 11 ]。它的尺度总是由一个内层包含一个铜金属和氧化铁的混合物,和一个外部的氧化物层,其组合物取决于该合金的铜含量。对于铜的Fe-25 %(质量分数)合金,其成分是:三元Fe-15Cu-5Al合金很相似,合金的氧化产生外部规模的铁氧化物,可能或可能不含有铜金属颗粒。在某些地点,非常大的铜岛也存在于规模的外部区域。此外,在局部氧压足够高的最外层区域中,氧化铜的颗粒被氧化形成一个双铁铜氧化物。在外部尺度下,有一个内部氧化区,其中氧化铁与铜金属混合。对铜的腐蚀特征的Fe-25 %(质量分数)以上也在三元Fe-15Cu-5Al合金的尺度。他们之间的主要区别是三元合金形成丛生的结节,并与相应的二元Fe-Al合金直接相关。
由普雷斯科特和格雷厄姆[ 12 ]总结,铁铝合金氧化行为的影响温度、氧气压力和铝含量。为保护行为,这些合金中必须包含足够的铝铁铝尖晶石层下开发的Fe2O3和Fe3O4外层。随着铝浓度的增加,氧化铝在偏好尖晶石和秤主要由Fe2O3和Al2O3层。铝的含量进一步增加,产生一个从内部到外部形成过渡氧化铝3。然而,氧化铝尺度并不总是完全的保护,因为形成的缺陷可能会允许笨重的富铁结节的生长。如果氧化铝规模未能修复,这些结节可融合和覆盖整个表面,引起灾难性的氧化。因此,为了满足良好的抗氧化性,铁铝合金应含有足够的铝来抵抗结核的形成。有人提出至少8%铝保护行为(质量分数)在800℃是必要的,而10%?12%铝(质量分数)在600℃[ 13 ]。据报道,在1000℃,5%的Al(质量分数)是足够的,以形成一个外部保护规模。在800℃,约2.5%的铝合金(质量分数)可以形成氧化铝尺度,然而,没有充分的保护因为他们可能允许笨重的铁氧化物结节性生长的发展,随着氧化率[ 12 ]大量增加相关。三元Fe-15Cu-5Al合金氧化产生的铁的氧化物外尺度。此外,增加铝、氧化铝或FeAl2O4,总是位于结节和笨重的分层规模的基础。这种腐蚀特征是对应的二进制fe-5al合金很相似。
总体上,特有的规模的微观观察三元Fe-15Cu-5Al合金的特性,对应二进制铁铜和铁铝合金。此外,这种情况不会改变的铁-铜-铝合金的一个更广泛的组成范围,如果5%铝(质量分数)是不够的,以形成连续的保护性氧化铝层。Fe-15Cu-5Al的两相结构,这源于相应的二元铁铜合金,要求在内部氧化带铜岛屿分布密切注视的富铜相在α原始合金,主要是对这两个组件的有限互溶性后果。此外,没有Fe层,它应该包括一个层的单相的固溶体的解决方案,开发背后的区域内的内部氧化,尽管有很大的倾向,优先氧化的铁。这些合金的腐蚀行为不仅是两个或三个金属的氧化物的生长的稳定性和速率之间的差异的后果,但主要是这些材料的两相的微观结构(Fe Cu和铁-铜-铝合金)。然而,第三Fe-15Cu-5Al合金的腐蚀特征与相应的二进制Cu-Al合金不直接相关,可能是由于在整个合金成分的相对小的铜量。
最后,对Fe-15Cu-5Al合金、铝消耗中观察到的内氧化前提前由于单变量系三元Fe-15Cu-5Al合金和两阶段[ 14 ]?15铝的溶解度大,这是从二元铁铜合金不变系统完全不同。因
此,铝可以很容易地扩散,而通过合金,导致铝消耗在内部氧化前沿提前。 结论 1)三元Fe-15Cu-5Al合金氧化1000℃结果在复杂的尺度发展,与大结节主要由铁的氧化物的形成。在外部尺度下,氧化铁与铜金属混合。此外,该合金消费区的基础上,其特征在于由一个不连续的富铝层。 2)的三元Fe-15Cu-5Al合金的腐蚀特征与相应的二元铁铜和铁铝合金部分相关,但似乎并没有与该二元Cu-Al合金相关。对Fe-15Cu-5Al合金两相结构和相应的二元铁铜合金,要求在内部氧化带铜岛屿分布密切注视的富铜α-原始合金相。 3)无铁耗尽层在内部氧化区域的发展。然而,铝损耗观察由于三元Fe-15Cu-5Al合金单变量系统和两阶段铝的溶解度大。