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310S耐热不锈钢高温循环氧化性能


日期:2020-01-26     阅读:1967     

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310S耐热不锈钢(简称310S)是奥氏体铬镍不锈钢。它在钢中具有较高的Ni和Cr含量,并具有良好的抗氧化性,耐腐蚀性,耐酸碱性,尤其是高温抗氧化性。它广泛用于核电,航空航天,军事,石化等行业。

结构材料在高温环境中的暴露是310S失效的主要原因。以前,国内外的研究都集中在310S的热变形和再结晶以及合金元素抗氧化性的提高和提高。在实际应用中,310S并非在恒温条件下使用,其使用环境在高温和低温状态下不断变化,中间相沉淀,并且秤的结构和性能也不同。通过高温循环氧化试验研究了这项工作,以研究循环氧化的机理。

产品取自钢铁厂生产的310S。钢的化学成分(质量分数,%)为:0.067C,24.47Cr,19.14Ni。连铸坯的厚度为220mm,热轧产品的厚度为6mm。固溶处理后,切成30mm×15mm×4mm大小的样品,用水砂纸打磨并打磨以去除表面氧化皮和切割线的加工痕迹。放入完全烤熟的蛤s中。在120℃下烘烤1小时后,将其冷却后称重,并置于电阻加热炉中进行高温循环氧化实验。实验温度为:800、900、1000、1100、1200℃,加热时间分别为20、40、60、80、100、120、140 h,循环间隔为20 h。用SEM,XRD和EDS分析了高温循环氧化产物。实验结果表明:

1)310S高温循环氧化随着温度和时间的增加而增加,氧化增重呈抛物线形线性规律,在60h内增重明显。

2)当高温循环被氧化20h时,样品表面形成片状Cr2O3。随着时间的增加,样品表面的鳞片状结构变得粗糙并且分布密度逐渐降低。在140h,钢板的表面完全是FeOCr2O3,并被MnCr2O4覆盖。

3)将高温循环的表面氧化物分为三层,外层为FeOCr2O3和具有尖晶石结构的MnCr2O4氧化膜,中层为Cr2O3,内层为SiO2; SiO2薄膜的内层会阻挡氧原子。扩散至基板进一步增强了310S的抗氧化性。

4)当温度低于1000℃时,SiO 2氧化膜致密,而当温度超过1000℃时,致密的SiO 2氧化膜被破坏,并且高温氧化速率增加。耐热不锈钢的氧化过程受扩散过程控制,钢的活化能越高,其抗高温氧化性能越好。

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