耐熱不銹鋼310S的高溫氧化性能
高溫抗氧化性能作為耐熱鋼的一個重要性能指標,,已經被眾多研究者關注,。鋼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,,在保證基本性能的前提下,,合適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,,合金元素的合適加入能在鋼表面形成不同的致密氧化膜,,從而提高其 高溫抗氧化性,。
耐熱不銹鋼310S是高鉻高鎳奧氏體不銹鋼,,其不僅具有優(yōu)良的耐蝕,、力學性能,,同時也具有優(yōu)異的高溫耐氧化性、抗蠕變性,。因此,,被廣泛應用在各種高溫爐、特殊環(huán)境的高溫部件等,。
關于耐熱不銹鋼310S的高溫氧化機制,,目前已經有了研究。太原鋼鐵集團的研究人員通過研究310S在空氣中的高溫氧化試驗來評定其高溫氧化性能,,在分析氧化動力學增重曲線的基礎上,,研究其氧化膜的形貌,、分布、結構,,并對其形成機制進行了解釋,。
試驗樣品取自太鋼奧氏體耐熱不銹鋼310S熱板,化學成分見下表(質量分數(shù),,%):C0.055,,Si0.50,Mn1.03,,Cr25.52,,Ni19.25。
將樣品切割成30mm×15mm×4mmm,,每個試驗點使用3個平行樣,,對試樣進行研磨,經水砂紙打磨除去表面氧化皮及線切割加工痕跡,,然后用乙醇清洗吹干,。準備與試樣相同數(shù)量的坩堝,進行編號,,用電阻加熱爐對其進行烘烤,,使坩堝中的殘留物質充分發(fā)揮,質量恒定,。將高溫氧化的試樣直接置于坩堝中,,一同放入箱式電阻爐中進行高溫氧化。試驗氣氛為空氣,,氧化溫度分別為800,、900、1000℃,;每個試樣處理時間分別為20,、40、60,、80,、100、120,、140h,。氧化完成后稱重并記錄,稱重儀器為電子分析天平,。高溫氧化試驗結束后,,用X射線衍射儀對氧化產物進行物相分析,用掃描電子顯微鏡,、能譜儀分析氧化膜的表面形貌,。分析結果表明:
(1)耐熱不銹鋼310S在800,、900、1000℃下表現(xiàn)出很好的抗氧化性,。各溫度下隨著時間的延長,,均有不同程度氧化增重的趨勢,但隨著時間延長氧化趨勢減緩,。同時隨著溫度的升高,,氧化速率增快。
(2)氧化膜由外層致密的尖晶石MnCr2O4,、Cr2O3和內層的SiO2組成,,隨溫度升高,MnCr2O4衍射峰增強,,生成物增多,。3層致密的結構加上氧化物本身的良好抗氧化性能,使耐熱不銹鋼310S整體表現(xiàn)出很好的抗高溫氧化性,。