兩種對比耐熱合金主要的成分特點(diǎn)在于 Ni含量以及 Al、Cr 含量的不同，1 # 合金 Ni 及 Cr 含量較高，同時(shí)含有較高的 Al，為強(qiáng)化晶界添加微量 B; 2 # 合金 Ni 含量較低，同時(shí) Cr、Al 含量較 1 #合金稍低。兩種合金在不同試驗(yàn)溫度下的抗氧化性能如圖 2 所示，從中可以看出，1 # 合金的抗高溫氧化性能比 2 # 合金有較大幅度的提高，且隨著溫度升高，材 料 的 抗 氧 化 性 能 降 低，試 驗(yàn) 溫 度 為1 150 °C的質(zhì)量變化量明顯增加。由于在 1 150 °C，2 # 合金已喪失了抗氧化能力，造成試樣嚴(yán)重破壞，不能統(tǒng)計(jì)其氧化增重變化，因此圖 2( b) 中僅有 1 #合金的氧化曲線。

高溫氧化后試樣的表面形貌如圖 3 所示。

試樣表面都生成了一層致密的氧化膜，但 2 # 合金在1 150 °C 氧化后試樣破壞嚴(yán)重，證明其喪失了在該溫度下的抗氧化能力。圖 2 顯示增重曲線分為兩個(gè)階段: 快速氧化階段( 0 ～ 25 h) 和穩(wěn)態(tài)氧化階段。快速氧化階段試樣增重迅速，加熱 25 h 后 1 # 合金的增重為 1． 36mg / cm 2 ，2 # 合金的增重為 5． 72 mg / cm 2 ，為前者的3 ～ 4 倍 。穩(wěn) 態(tài) 氧 化 階 段 ，試 樣 增 重 曲 線 趨 于 平緩。1 150 °C 試樣的增重明顯高于 1 095 °C 試樣的增重，1 150 °C 加 熱 25 h 后 1 # 合 金 的 增 重 為2． 02 mg / cm 2 ，材 料 的 抗 氧 化 性 能 明 顯 降 低。另外，氧化增重曲線大致呈拋物線形式，表明材料的氧化隨時(shí)間的延長受擴(kuò)散控制。高溫氧化過程主要有兩個(gè)過程: 化學(xué)反應(yīng)過程和經(jīng)過氧化膜的物質(zhì)遷移與擴(kuò)散過程。氧化初期，金屬表面與氧充分接觸，氧化主要受反應(yīng)控制，表現(xiàn)為試樣的增重快速增加，氧化動力學(xué)曲線斜率較大。當(dāng)氧和金屬中的元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，表面生成致密的 Cr的氧化膜，阻礙了氧向金屬內(nèi)部的擴(kuò)散，氧化形式由反應(yīng)控制變?yōu)閿U(kuò)散控制，表現(xiàn)為氧化速度減慢，氧化動力學(xué)曲線平緩試驗(yàn)所得每個(gè)溫度下每種材料的平均氧化速度如表 2 所示。

從表中數(shù)據(jù)可以看出，除了 1 150°C 的 2 # 合金外，其他試樣的平均氧化速度都小于0． 1 g / ( m 2 ·h) ，說明材料均達(dá)到完全抗氧化級。