लौह-आधारित सुपरअलॉय के इज़ोटेर्मल ऑक्सीकरण व्यवहार पर अध्ययन

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लौह-आधारित सुपरअलॉय के इज़ोटेर्मल ऑक्सीकरण व्यवहार पर अध्ययन
लौह-आधारित सुपरअलॉय एक उच्च तापमान वाली सामग्री है जिसे 18-8 प्रकार के ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील के आधार पर विकसित किया गया है। समग्र ठोस घोल को मजबूत करने के लिए स्टील में थोड़ी मात्रा में टंगस्टन, मोलिब्डेनम, एल्यूमीनियम, टाइटेनियम और अन्य मिश्र धातु तत्व मिलाए जाते हैं, जिससे स्टील में अच्छा ऑक्सीकरण प्रतिरोध होता है। इसमें उच्च प्लास्टिसिटी, कुछ थर्मल ताकत और अच्छी थकान गुण हैं, और इसका उपयोग जेट इंजन दहन कक्षों और आफ्टरबर्नर भागों के निर्माण के लिए किया जाता है जो 850 डिग्री से नीचे काम करते हैं। उच्च तापमान मिश्र धातुओं का ऑक्सीकरण व्यवहार, महत्वपूर्ण सक्रिय तत्व प्रभावों का तंत्र और ऑक्सीकरण उत्पाद विश्लेषण तकनीक वर्तमान में उच्च तापमान ऑक्सीकरण के क्षेत्र में सबसे मूल्यवान अनुसंधान सामग्री हैं। यह लेख एक उदाहरण के रूप में विशिष्ट लौह-आधारित सुपरअलॉय GH1140 को लेता है। इसके ऑक्सीकरण गतिक मापदंडों को मापकर, इसके ऑक्सीकरण नियमों का अध्ययन करके, ऑक्साइड फिल्म के विकास और क्षति तंत्र को समझकर, और उच्च तापमान ऑक्सीकरण प्रतिरोध को प्रभावित करने वाले कारकों की खोज करके, उच्च तापमान ऑक्सीकरण को कम करने या बाधित करने के लिए हानि मार्ग का उद्देश्य है संबंधित अनुसंधान के लिए एक निश्चित संदर्भ भूमिका।

प्रायोगिक सामग्री लौह-आधारित ठोस घोल से मजबूत मिश्र धातु GH1140 है। इसकी रासायनिक संरचना (द्रव्यमान अंश,%) है: 0.08C, 21.6Cr, 0.44Al, 0.91Ti, 2.31Mo, 37.42Ni, 1.63W, और शेष Fe है। उत्पादन प्रक्रिया का प्रवाह है: इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस स्मेल्टिंग + इलेक्ट्रोस्लैग रीमेल्टिंग → फोर्जिंग और ब्लैंकिंग → हॉट रोलिंग और ब्लैंकिंग → 2 मिमी तैयार प्लेट की कोल्ड रोलिंग। मिश्र धातु को 2 मिमी × 10 मिमी × 20 मिमी नमूनों में काटें, उन्हें मेटलोग्राफिक सैंडपेपर के साथ 600 # तक पॉलिश करें, नमूनों की सतह पर तेल के दाग को अल्कोहल और ईथर से साफ करें, और उपयोग करने से पहले उन्हें सुखा लें। यह एक बॉक्स-प्रकार की प्रतिरोध भट्ठी में किया जाता है (तापमान नियंत्रण सटीकता ±10 डिग्री है)। ओवन को बाहर निकालते समय, ऑक्साइड को टूटने से बचाने के लिए इसे जल्दी से ढक दें। प्रायोगिक तापमान क्रमशः 750, 800, 850, 900 और 950 डिग्री थे। एक निश्चित अवधि (1, 3, 5, 10, 25, 50, 75 और 100 घंटे) के लिए ऑक्सीकरण के बाद, क्रूसिबल को बाहर निकाला गया और कमरे के तापमान पर ठंडा किया गया और तौला गया। 750 से 950 डिग्री के प्रायोगिक तापमान वाले नमूने को प्रत्येक तापमान पर 100 घंटे तक लगातार ऑक्सीकरण करने के बाद, ऑक्सीकरण दर की गणना करने के लिए ऑक्सीकरण से पहले और बाद में वजन में परिवर्तन को मापा जाता है।

GH1140 मिश्र धातु को 100 घंटों के लिए 750 से 900 डिग्री के निरंतर तापमान पर स्थिर रूप से ऑक्सीकरण करने के बाद, मुख्य रूप से Cr2O3 से बनी एक सुरक्षात्मक ऑक्साइड फिल्म बनाई गई थी, और ऑक्साइड फिल्म का कोई भी छिलका 900 डिग्री से नीचे नहीं हुआ, जो दर्शाता है कि ऑक्साइड के बीच आसंजन है फिल्म और सब्सट्रेट अच्छा था। ऑक्सीकरण को रोकने के लिए. जब GH1140 मिश्र धातु को 750-900 डिग्री पर ऑक्सीकृत किया जाता है, तो ऑक्सीकरण गतिकी एक परवलयिक नियम का पालन करती है। तापमान बढ़ने के साथ मिश्रधातु का ऑक्सीकरण भार बढ़ता है। जब 950 डिग्री पर ऑक्सीकरण होता है, तो ऑक्सीकरण गतिकी लगभग एक रैखिक नियम का पालन करती है, और थोड़ी मात्रा में ऑक्साइड फिल्म छूट जाती है। एंटी-ऑक्सीकरण प्रदर्शन परीक्षण के माध्यम से, GH1140 मिश्र धातु की ऑक्सीकरण दर 950 डिग्री से नीचे है<0.1 (g/m2·h), which is a completely anti-oxidation grade. GH1140 shows signs of internal oxidation at 800°C, and the oxide film becomes more uneven as the temperature increases. The high-temperature oxidation resistance of GH1140 is weaker than that of nickel-based and cobalt-based high-temperature alloys, so it is generally used below 850°C.