GH4169合金是国内外广泛应用的铁镍基高温合金。 常用作飞机发动机涡轮盘的材料。 金在等温范围内具有良好的综合力学性能，研究成果足以进行比较。 由于该材料在使用温度（<700℃）下具有足够的抗氧化性，因此对该合金的抗氧化性的研究很少，而且常常被忽视。 但用该合金制成的零件在热处理时高温固溶条件下氧化会更为严重，生产检验时常报告严重的氧化缺陷废品。
测试材料测试材料为YZGH 4169毛巾15rnm。 表1 分析化学成分及标准成分（质量分数，%）范围。 标准热处理工艺为：954.c 60分钟，水冷+合金78℃保温8h+621℃保温8h时，合金晶粒尺寸大于10级，见图1。
实验方法
上海汀钢金属集团有限公司
为了了解合金在不同温度和时间下的氧化规律，将标准热处理毛巾15毫米棒材切成5毫米高的柱状样品。 用细砂纸打磨表面，清洁并干燥作为待氧化样品。 在空气中分别在800℃、850℃、1000℃下氧化不同次数，650*(3~85012个。氧化试验50小时后，测量样品的重量增加量。用常规方法检测样品的金相组织和氧化层。氧化后的合金。厚度。取出样品氧化层研磨粉末进行X射线衍射分析，测定其成分。使用SSX-550扫描电子显微镜能谱仪对氧化层进行分析，观察元素之间的半定量关系浓度和氧化层形态。
GH4169合金的氧化动力学特性 样品经研磨和清洗后，分别在800℃和850℃加热1000" (2)，并在空气中不同时间氧化8至40小时。测量样品的氧化增重，计算单位面积的增重，如图2所示，可以看出800℃热处理的样品氧化速率高于C，1000℃热处理的样品氧化速率℃较快，表2为样品在650℃～850℃下氧化速率50小时后的氧化增重与温度的关系，可以看出，随着温度的升高，氧增重样品中的氧化增重逐渐增加，这说明随着温度的升高，合金的氧化层逐渐变厚，从图2可以看出，GH 4169合金的氧化增重800~1000。间隔C基本上与时间呈抛物线关系。 上述结果反映的规律表明，合金的氧化化学机理是受扩散机理控制的。 氧化过程包括空气中氧在合金中的扩散和合金元素表面的膨胀铺展，氧化增重包括表面氧化物和内部氧化物的增重。
上海汀钢金属集团有限公司
上海汀钢金属集团有限公司
该层X射线衍射结果 样品在800℃氧化50小时后，氧化层脱落，磨成粉末，进行X射线衍射分析。 结果如图3所示。分析结果表明，氧化层由Ti0.95nbo.9504、Cr203以及(Cr、Fe)和Q组成的复杂晶体结构组成。
上海汀钢金属集团有限公司
上海汀钢金属集团有限公司
氧化层与基体界面附近区域合金元素的变化。 在高温下，GH 4169合金不仅会受到外表面和空气的影响，在接触过程中会发生表面氧化，而且氧原子也会沿着晶界或相界发生氧化。 扩散到合金中会导致内部氧化，从而导致表面合金元素发生变化。 为了确定氧化层的成分特征，对处理后的样品进行了扫描电子显微镜和能谱分析。 由于这种合金的微区成分分析只能给出某种元素的定量结果，不能代表合金的平均成分，因此一半的定量结果只能反映样品中不同位置的成分差异。 图4为合金表面氧化物和内部氧化物的形貌。 图5为扫描能谱分析氧化样品的位置，结果列于表3。
上海汀钢金属集团有限公司
将合金基体成分测定结果与化学分析结果进行比较。 直到最近，能谱分析给出了可用于定性分析的半定量结果。 分析结果表明，表面氧化物富含铬，且含有镍、铬和铁氧化物的混合物； 由于铬扩散到氧化物区域，氧化物周围的基体贫铬； 白色块体富含Nb； 氧化原因 合金层成分不均匀。
上海汀钢金属集团有限公司
氧化层的厚度是在标准热处理棒材样品上测量的。 900度、995度、1040℃氧化1小时后，观察金相组织（见图6）。 现在，随着温度升高，氧化层的厚度增加。 标准热处理后氧化层的平均厚度为0.05 rrrrn。
上海汀钢金属集团有限公司
讨论 GH 4169合金是一种镍基高温合金。 铁铬合金。 添加Can、Nb等元素后，合金中形成7个面心立方相。 它是基体，其中固溶有铬、铁、钼等固溶强化元素的组织，有利于提高基体的高温强度和稳定性。 但由于合金中含铁较多，镍铬合金的抗氧化性能降低。 Cr和M的添加有利于提高合金的抗氧化性能。 在铬铁合金中添加足量的铬（15%以上），可以有效防止合金内部进一步氧化； 人工智能也被用于重要作品中。 当Cr含量为15%时，含量不宜过低。 ~ 含少量（形成具有所需 A1203 成分的内部氧化层，而不是改变形状为 Cr203；但较高 ~ 含量有利于 A1203 C6~8] 可提高抗氧化性。 GH 4169 合金 铬含量为 18%，而铝含量含量为0.6%。基体7、7、7和矿石的存在导致GH 4169合金在高温下发生复杂的氧化行为。
GH4169合金的氧化时间和温度变化表明其氧化机理是由元素扩散决定的。 在高温下，氧化初期形成外层氧化物(Ni,CO)O的立方结构。 同时，氧化层变厚，应力增大。 这种机械应力导致氧膜破裂后，氧沿着晶界或相界扩散到合金中并与其发生反应。 Cr结合形成(Cr，Fe)204尖晶石结构氧化物。 GH 4169合金强度含量低，不会形成保护作用。 由于采用尖晶石固溶体氧化物，因此该合金比镍铬合金更容易氧化。 另一方面，由于GH4169合金中添加了较多的钼和铌，它们形成的氧化物具有挥发性，很容易损伤和破坏表面氧化物。 使氧化向内进行，使合金形成外层氧化物和内层氧化物结构。 另外，Cr元素向晶界或相界移动。 通过扩散会形成Cr203，因此氧化不断加深，氧化层逐渐增厚，合金元素分布不均匀。
上海汀钢金属集团有限公司
结论(1)gh4169合金高温氧化增重与时间的关系符合抛物线规律。 (2)GH4169合金在正常标准加工条件下的氧层厚度约为0.05mm。 800℃热处理1小时后，氧化物化学层的成分为ti 0.95 nb 0.9504+cr2o 3 ten(Cr,Fe) 2q 复合氧化物。 (3)GH 4169合金高温氧化过程中存在合金元素扩散，导致合金元素在表面分布不均匀。 因此，热处理时必须严格控制固溶温度，防止因温度过高而导致氧化层过厚。
