球磨时间对自钝化钨合金的组织结构和抗氧化性能的影响

作者:陈时杰; 叶超; 柳炜; 薛丽红*; 周启来; 尹圣铭; 严有为
来源:复合材料学报, 2023, 40(08): 4531-4538.
DOI:10.13801/j.cnki.fhclxb.20221115.001

摘要

自钝化W合金具有优异的抗高温氧化性能,可望用于高温环境中的关键部件。为了揭示合金的组织结构与高温抗氧化性能之间关系,采用机械合金化法结合放电等离子体烧结技术制备了自钝化W-Si合金,研究了不同机械合金化时间对合金显微组织结构的影响,并探究了合金的抗高温氧化性能。结果表明:合金由W、W5Si3和SiOx组成,当球磨时间由4 h增加到20 h,合金中SiOx的含量由16.2%增加到23.6%,而W5Si3的含量由57.8%降低到43.6%,且W和W5Si3的晶粒尺寸均减小,晶粒的细化有助于合金显微硬度的提高。在1 000℃氧化10 h后,球磨4 h制得的合金增重为37.4 mg,而球磨20 h制得的合金增重达到了141.6 mg,它们的氧化层厚度分别约为167.0μm和415.7μm。球磨时间短制得的合金具有更优异的抗氧化性能,这是由于其W5Si3为连续相。W5Si3原位氧化形成的WO3/SiO2复合氧化物亦为连续相,形成了保护性氧化层,对合金的内氧化起到了有效的抑制作用。

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