镍基合金退火温度（4J50铁镍合金在空气中的氧化行为）

镍基合金退火温度（4J50铁镍合金在空气中的氧化行为）2)提高氧化温度和相对湿度均可加快4J50铁镍合金的氧化过程。其中，提高相对湿度会降低氧化膜的粘附性，且在相对湿度为60%时，粘附性显著降低。1)4J50铁镍合金在500~520 ℃的空气中氧化时，在氧化初期，基体表面生成不连续的氧化层;氧化时间为10~15 min后生成均匀、连续的氧化膜，氧化膜由Fez03和 Fe:Oa组成，与氧化膜相连的是富镍的过渡层，其相成分主要为FeNi 。图2所示为4J50铁镍合金在510 ℃，RH(relativehumidity RH)为60%时不同氧化时间的XRD图 其中氧化时间0 min为未氧化的样品。图3所示为4J50铁镍合金在510℃氧化15min不同相对湿度的XRD 图。表3 统计了不同氧化时间和相对湿度条件下的氧化膜厚度和氧化膜完好度。随氧化时间延长和相对湿度增大，氧化膜厚度增加。

4J50铁镍合金(Fe-50Ni)热膨胀系数接近浮法玻璃，屈服点低，并且具有优异的加工和焊接性能，价格低廉，因而将4J50铁镍合金用于浮法玻璃-金属封接，具有工程应用价值。由于纯金属表面与玻璃不润湿，所以金属与玻璃的封接前通常要先将金属表面氧化，形成一层与金属基体连接强度高并与封接玻璃润湿性良好的致密氧化层，然后通过金属表面的氧化物与玻璃互溶而结合在一起，实现封接。4J50合金的预氧化与氧化膜层的组织结构、致密度直接影响封接强度和气密性，因此，4J50合金的预氧化对于高质量的浮法玻璃-金属封接是至关重要的。

实验材料选用某合金厂生产的4J50带材 厚度为0.5 mm，其主要化学成分如表1所列。剪成18 mm×18 mm的方形试样，热碱去油，经600*的 SiC砂纸打磨、超声清洗后，烘干备用。在3种加热温度(500，510，520 ℃)、4种保温时间(5，10，15，20 min)和3种相对湿度(22%，40%，60%)的实验条件下进行氧化实验。通过室内恒温恒湿机调节相对湿度，实验环境温度为15 ℃，不同相对湿度对应的水蒸气分压如表2所列。实验完毕后，空冷至室温，用AUY220电子天平(精度0.1 mg)称量试样质量，计算试样单位面积的质量增量，测试结果取3个试样的平均值。用扫描电子显微镜(SEM)观察氧化膜表面和截面形貌，同时辅以X射线衍射(XRD)和能谱分析(EDS)，以获得表面氧化膜的成分组成。

图1所示为4J50合金在不同相对湿度和温度条件下的氧化质量增加曲线。由图可知，在湿度22%条件下，随氧化温度升高和氧化时间延长，合金质量增加。

图2所示为4J50铁镍合金在510 ℃，RH(relativehumidity RH)为60%时不同氧化时间的XRD图 其中氧化时间0 min为未氧化的样品。

图3所示为4J50铁镍合金在510℃氧化15min不同相对湿度的XRD 图。

表3 统计了不同氧化时间和相对湿度条件下的氧化膜厚度和氧化膜完好度。随氧化时间延长和相对湿度增大，氧化膜厚度增加。

1)4J50铁镍合金在500~520 ℃的空气中氧化时，在氧化初期，基体表面生成不连续的氧化层;氧化时间为10~15 min后生成均匀、连续的氧化膜，氧化膜由Fez03和 Fe:Oa组成，与氧化膜相连的是富镍的过渡层，其相成分主要为FeNi 。

2)提高氧化温度和相对湿度均可加快4J50铁镍合金的氧化过程。其中，提高相对湿度会降低氧化膜的粘附性，且在相对湿度为60%时，粘附性显著降低。