低铬钢水蒸气气氛下的氧化行为  被引量:2

Oxidation behavior of steel with low Cr content under water vapor atmosphere

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作  者:杜重洋 孙彬[1] 程磊 高炜 张婧珂 DU Chong-yang;SUN Bin;CHENG Lei;GAO Wei;ZHANG Jing-ke(Mechanical Engineering Institute,Shenyang University,Shenyang 110044,Liaoning,China;Faculty of Materials.Sun Yat-sen University,Guangzhou 510000,Guangdong,China)

机构地区:[1]沈阳大学机械工程学院,辽宁沈阳110044 [2]中山大学材料学院,广东广州510000

出  处:《钢铁》2021年第2期139-146,共8页Iron and Steel

基  金:国家自然科学基金青年基金资助项目(51301111);辽宁省自然科学基金资助项目(2019-KF-05-04);东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室开放课题基金资助项目(2017RALKFKT007)。

摘  要:为探究低铬元素钢材在水蒸气条件下的氧化行为,针对5Cr和10Cr钢在水蒸气氛围下的氧化过程,采用热重分析仪(TGA)进行高温氧化试验。利用金相显微镜和XRD对试样氧化后的断面形貌和物相进行检验分析,研究了低铬含量钢在水蒸气氛围下表层氧化的机理。研究结果表明,由于基体表面氧化铁皮会因为水蒸气存在而产生孔洞和裂纹,成为了水蒸气向内扩散的有利通道。随着铬含量提高,其氧化规律由线性规律向抛物线规律转化的所需温度变得越高。试样氧化铁皮层由外氧化层和内氧化层组成,外氧化层主要为Fe_(2)O_(3)和Fe_(3)O_(4),内氧化层含有大量铬氧化物。氧化温度在1 000℃以上时,两个试样增重接近,主要是钢中铬元素被氧化形成Cr_(2)(OH)_(2)和Cr(OH)_(3),致使内层抗氧化性失效。In order to investigate the oxidation behavior of low Cr element content steel under water vapor conditions,a thermogravimetric analyzer(TGA)was used to carry out high-temperature oxidation experiments for 5 Cr and 10 Cr steel in a water vapor atmosphere.The mechanism of surface oxidation of low Cr content steel under water vapor atmosphere was studied by the metallographic microscope and XRD.The results show that the existence of water vapor on the surface of the matrix will produce holes and cracks,which becomes a favorable channel for the internal diffusion of water vapor.With the increase of chromium content,the higher the required temperature of the transformation from linear law to parabola law.The iron oxide layer of the sample is composed of the outer oxide layer and the inner oxide layer.The outer oxide layer is mainly Fe2O3 and Fe3O4,the inner oxide layer contains a large amount of Cr oxides.When the oxidation temperature is above 1 000℃,the weight gain of the two sheets of steel is close,mainly because the Cr elements in the steel are oxidized to form Cr_(2)(OH)_(2) and Cr(OH)_(3),which results in the failure of the oxidation resistance of the inner layer.

关 键 词:高温氧化 水蒸气 氧化层 Fe-Cr钢 氧化铁皮 

分 类 号:TG335[金属学及工艺—金属压力加工]

 

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