GH648是一种新开发的镣基高铭型高温合金， 主要用于航空发起机在900C以下工作的承力件， 请求具有优秀的抗氧化性能。研讨标明，以Ni-Cr 为基的高温合金,其抗氧化性能主要与Cr原子的百 分浓度有关。除此之外，还与C、Si、Mn、W、稀上等元素有关。为此,研讨了 GH648合金的高温机 化机理并简单剖析了 C元素对立氧化性能的影响。

实验办法

试毁铸錠采用10kg興空感应炉冶炼，股形成 机5mm的圆棒。经规范热处置后机加工成尺寸为 *10mmX 20mm的抗氧化试样。规范热处置倒度 为：1140V固溶，1 h,空冷;900 V时效16 h,空冷。 各炉号之间的合金成分的主要差异为：碳含量从1 号炉的0.010%依次递増到3号炉的0.079%；各合 金的抗氧化实验按HB-5258-83高温合金的抗氧化 性能测定办法，在静态空气介质中停止，实验时间为 100小时,每实验25小时即在实验时间为0、25、50、 75.100小时时停止称重。本实验在700〜1200 V 范围内停止，距离1001。

碳元素的影响

为调查碳元素对合金抗氧化性能的影响，共设计了三炉不同碳含量(质量分数，％，下同)的合金。 碳含量由低到髙依次为：0.01,0.046,0.079。这些 实验合金的其它元素含量根本分歧，详细见表lo 2.1.1氧化抗力不同碳含量合金的氧化动力学和氧化増重曲线 示于图lc由图1可知，在700〜1200VT,经100 小时氧化后,1号、2号、3号合金的氧化增重依次増 加,特别在髙温下OlOOOt)低碳含量(<0.05%) 的合金比高碳含量00.07%)的合金貝有更好的抗 氧化性能。依据我国HB5258-83C钢及合金抗氧化 性的测定办法》规则，按氧化速率的大小可将其分为 5个抗氧化级别。即，氧化速率[g/(m2-h)]<0.1属 完整抗氧化级,0.1-1.0为抗氧化级,1.0-3.0为 次抗氧化级,3.0-10.0为弱抗氧化级,>10.0为不抗氧化级。据此，能够以为,900X3（含9001）以下 时，碳含量低的1号合金属于完整抗氧化级；而碳含 最相对较高的3号合金在9001仅属于抗氧化级° 2.1.2外表形貌。

图2为各温度下不同碳含量合金经100小时氣 化后的外表实体照（l：l）o由图2可知，当氧化温度 低于10001时合金組化膜致密、完好，根本无剥落 现象;氧化温度为1100V时，合金氧化膜有细微剥 落；当氧化温度升至1200V时，氧化膜剥落严重。

XRD标明，该氧化膜主要为Cr2Qjo由图3所示的 氧化膜扫描电镜微区形貌可知，3号合金的氧化膜 孔洞明显多于1号，这很可能是形成3号高碳含量合金抗氧化才能降落的主要缘由。

剖析与讨论

氧化温度为900〜12001时，对质量増加值与 氧化时冋作回归处置，如图4所示。可见.GH648合 金的氣化动力学曲线根本服从抛物线规律,即单位 面积氧化增重值G与氧化时间，遵照G2= KPt的 关系，其中Kp为氧化速率常数。依据Arrhensis方程Kp=,由不同温度下的Kp值能够求出氣化反响的活化能Q。对本合金的氧化数据作 回归处置后得到的K卩及Q值见表20

生成Cr2O3膜的合金的氧化动力学曲线根本符 合抛物线规律。本实验标明,GH648合金属于此类。 其氧化活化能为242.4 kj/mol,与Cr在SQj中的 扩散活化能251.2 kJ/mol相近，能够以为该合金的 氧化是以Cr在CnQ中的扩散为控制要素的°本 实验标明，合金中碳的含最超越0.07%后，合金的氧化抗力明显降落，见图lo这是由于合金中碳含 量的升高增加了氧化膜中缺陷如孔洞等的构成机 率。这些缺陷一方面使氧化膜与合金基体的附着力 降落，另一方面它们常常会成为合金中碳原子向外 停止短程扩散并挥发的重要通道。因而在本合金 中，随着碳含最的升高，其抗氧化性能是降低的。

结论

(1）DGH648合金在空气中氧化时，其氧化膜主要 为C/Q,该合金的氣化是以Cr在CdQj中的扩散 为控制要素的。

(2) 本合金在低于900V的空气中氧化时属于 完整抗氧化级。

（3）在本合金中，随着C含量的升高，其抗氧化 性能是降低的。