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耐热不锈钢310S的高温氧化性能

时间:2016-11-25 12:17:00 编辑:黄金城gcgc手机版 浏览:
黄金城gcgc手机版2016-11-25讯:

高温抗氧化性能作为耐热钢的一个重要性能指标,已经被众多研究者关注。钢中特殊合金元素是改善和提高合金抗氧化性能的重要原因,在保证基本性能的前提下,合适地加入合金元素是改善和提高合金抗氧化性能的重要原因,合金元素的合适加入能在钢表面形成不同的致密氧化膜,从而提高其 高温抗氧化性。

耐热不锈钢310S是高铬高镍奥氏体不锈钢,其不仅具有优良的耐蚀、力学性能,同时也具有优异的高温耐氧化性、抗蠕变性。因此,被广泛应用在各种高温炉、特殊环境的高温部件等。

关于耐热不锈钢310S的高温氧化机制,目前已经有了研究。太原钢铁集团的研究人员通过研究310S在空气中的高温氧化试验来评定其高温氧化性能,在分析氧化动力学增重曲线的基础上,研究其氧化膜的形貌、分布、结构,并对其形成机制进行了说明。

试验样品取自太钢奥氏体耐热不锈钢310S热板,化学成分见下表(质量分数,%):C0.055,Si0.50,Mn1.03,Cr25.52,Ni19.25。

将样品切割成30mm×15mm×4mmm,每个试验点使用3个平行样,对试样进行研磨,经水砂纸打磨除去表面氧化皮及线切割加工痕迹,然后用乙醇清洗吹干。准备与试样相同数量的坩埚,进行编号,用电阻加热炉对其进行烘烤,使坩埚中的残留物质充分发挥,质量恒定。将高温氧化的试样直接置于坩埚中,一同放入箱式电阻炉中进行高温氧化。试验气氛为空气,氧化温度分别为800、900、1000℃;每个试样处理时间分别为20、40、60、80、100、120、140h。氧化完成后称重并记录,称重仪器为电子分析天平。高温氧化试验结束后,用X射线衍射仪对氧化产物进行物相分析,用扫描电子显微镜、能谱仪分析氧化膜的表面形貌。分析结果表明:

(1)耐热不锈钢310S在800、900、1000℃下表现出很好的抗氧化性。各温度下随着时间的延长,均有不同程度氧化增重的趋势,但随着时间延长氧化趋势减缓。同时随着温度的升高,氧化速率增快。

(2)氧化膜由外层致密的尖晶石MnCr2O4、Cr2O3和内层的SiO2组成,随温度升高,MnCr2O4衍射峰增强,生成物增多。3层致密的结构加上氧化物本身的良好抗氧化性能,使耐热不锈钢310S整体表现出很好的抗高温氧化性。




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