Особливості високотемпературного окислення твердого сплаву (Ti, Nb)C-Ni-Cr-Al

Abstract

Проведено комплексне дослідження та аналіз закономірностей високотемпературного окислення твердих сплавів (Ti, Nb)C-Ni-Cr-Al у інтервалі температур 1173 – 1393 К на повітрі з метою виявлення взаємозв’язків між кінетичними характеристиками приросту маси та структурою, морфологією, фазовим та хімічним складом окалини. Пошаровим рентгенофазовим аналізом у зовнішньому шарі окалини на зразках найбільш жаростійкого сплаву із 24 (мас.)% Ni-Cr виявлено, крім основної фази рутилу TiO2, також оксиди хрому Сr2O3 та ніобію Nb2O5. Підшар окалини із оксидами титану, хрому та ніобію характеризувався високою щільністю та низькою пористістю. Виявлено, що утворення оксидів хрому та ніобію у окалині приводить до інтенсифікації спікання рутильної окалини та уповільнення процесу утворення оксикарбідної фази Ti(Cx,Oy) у внутрішньому окисленому шарі, що суттєво зменшує швидкість окислення сплавів.

The paper presents the research of high temperature oxidation (Ti, Nb)C-Ni-Cr-Al cermets carried out at temperatures of 1173 to 1393 К in air. The interrelations between the weight gain, structure, morphology and phase composition of scale and oxidation mechanism were shown. The layered XRD analysis of scale for the most heat resistive cermet with the 24 (wt.)% Ni-Cr has revealed the presence of the chromium oxide Сr2O3 and niobium oxide Nb2O5 , in addition to base rutile phase TiO2, in sublayer of outer layer scale. The sublayer of scale was characterised by the high density and low porosity. It have been observed that the apperance of the chromium and niobium oxides between outer and inner scale layers leads to the intensification of sintering of rutile and decreases the rate of oxycarbide phase Ti(Cx,Oy) formation in inner oxidised layer, that results in the decreased oxidation rate of cermet.