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水蒸氣對不鏽鋼高溫氧化的感化,水蒸氣對不鏽鋼高溫氧化的感化

作者:AM8亚美来源:[AM8亚美公司]访问:869时间:2019-11-13

在氣氛中含有水蒸氣的場合下,Cr2O3被膜或者光晶石氧化物被膜的穩定性降低,為此已知在不鏽鋼外層氧化鐵皮形成厚的鐵氧化物被膜。其次,在外層氧化鐵皮形成同時在合金內部也形成Fe-Cr光晶石氧化物的內層氧化鐵皮.日本北大工(院)此次研究采用幾種不鏽鋼在N2-O2-H2O氣氛的氧化鐵皮成長特性進行查明同時,也研究了有關對其氧化鐵皮成長的水蒸氣感化 。 此次試驗使用鐵素體不鏽鋼SUS409D和SUS403和奧氏體不鏽鋼SUS304 。Cr濃度分別為10.8%、16.5%和18%。氧化在N2-2.4%O2-19.6%H2O的氣氛中進行。氧化溫度1173 、1323 、1473K下,氧化時間從600S最大規定90KS 。通過測定氧化前後試樣的質量來測定由於氧化而引發質量變化。其次,采用SEM 、EPMA觀察試樣表麵和試樣被膜斷麵,采用XRD對氧化物進行鑒別。其試驗結果和考察。從氧化時間和質量變化曲線可知,在1173K 、1323K 、1473K氧化下的質量和時間依存性關係來看,關於SUS304奧氏體不鏽鋼在1323K以上的溫度下被膜剝離明顯,隻表示在1173K下的結果。各試驗不鏽鋼除氧化初期外 ,質量都和氧化時間基本上呈直線的增加。從這個結果來看,在含有水蒸氣氛的不鏽鋼動力學特性示出了模式圖。低Cr不鏽鋼高溫下的特性氧化初期質量增加量稍大些,爾後時間質量都呈直線地增加 。另一方麵,高Cr不鏽鋼和在低溫下的低Cr不鏽鋼,氧化初期質量增加,但今後時間都是直線的增加。 關於氧化鐵皮成長特性,氧化被膜的形成有以下3點 (1)Cr2O3被膜或Fe-Cr光晶石氧化物被膜的形成。 (2)球團礦狀氧化物形成。 (3)由Fe2O3和Fe3O4構成的外層氧化鐵皮和Fe(Fe-Cr)2O4構成的內層氧化鐵皮的形成。也看到在氧化初期Cr2O3或Fe-Cr光晶石氧化物保護性氧化物的形成,但逐步地形成球團礦狀氧化物。 這類變化理有2點。 (A)由於HO蒸氣的存在Cr2O3和Fe-Cr光晶石氧化物穩定性降低。(B)Cr2O3、CrO2OH等揮發物質的天生。終究2層氧化鐵皮的形成,這時候內層氧化鐵皮厚度和外層氧化鐵皮厚度基本上是相同的。其次,其內層氧化鐵皮的形成,確認與其說是由氧氣不如說水蒸氣給予大些。 從上述研究結果可知 ,不鏽鋼在含有水蒸氣氛高溫氧化的終究被膜構造,是由鐵氧化物構成的外層氧化鐵皮和Fe(Fe-Cr)2O4構成內層氧化鐵皮的2層構造。外層氧化鐵皮Fe離子的外方擴散,同時內層氧化鐵皮由於水蒸氣向內方擴散而成長。但是 ,在氧化初期看到保護性被膜的形成。這個保護性被膜固然在低溫度高Cr鋼場合下比較長時間保持,但合金中Cr的擴散係數小的奧氏體係不鏽鋼在氧化初期形成保護性氧化被膜存在困難 ,如上所述,水蒸汽在阻凝Cr2O3穩定地成長也導致內層氧化鐵皮的形成。

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