一种含铝奥氏体不锈钢的高温氧化行为
发布时间:2017-08-22 01:03
作者:互联网
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近年来,
核电因其高效、清洁和可持续发展而成为
电力能源结构中最重要的组成部分。蒸汽发生器传
热管作为核
电机组的关键部件
需要长期服役在高温高压等苛刻环境中,因此
管材需具备优异的抗
蠕变性能和抗氧化性能等。有人设计了一种含Al、Nb的新型
奥氏体耐热钢,这种耐
热钢在高温下能通过析出弥散分布的纳米颗粒NbC来
保证钢的蠕变抗力,又能够在钢表面形成连续致密的Al2O3
保护膜。对于长期应用于600℃以上
工作环境来说,Al2O3保护膜具有更高的
热力学稳定性和生长速率。同时这种含
铝耐热钢在不增加
生产成本可用于更为苛刻的高温环境中。因而这类新型奥氏体
不锈钢近年来备受国内为学者的高度关注。基于上述
合金设计原理,本课题通过在传统合
金800H
基础上优化其合金成分开发一种新型含Al、Nb奥氏体耐热钢。试验用Cr21Ni35NbAl钢采用ZG-0.05真空感应
熔炼炉熔炼,
钢锭锻成
板坯,其化学成分(质量分数,%)为C0.08,Cr20.9,Ni34.9,Al2.4,Mo1.9,Nb0.4,Fe余量。氧化试样尺寸为30mm×15mm×4mm,经过
固溶处理后的氧化试样用金相砂纸打磨至2000号为止并
抛光,用
丙酮和
乙醇溶液依次清洗氧化试样并置入烘箱
干燥。采用称量法研究了新型Cr21Ni35NbAl钢分别在700℃、800℃和900℃空气中的静态氧化
行为,并绘制其高温氧化
动力曲线。结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)对高温氧化膜层的形貌及结构进行表征。结果表明:(1)新型Cr21Ni35NbAl钢在700℃、800℃和900℃氧化时氧化动力学遵循抛物线规律,氧化动力学曲线方程为y=axb,氧化膜致密,具有优异的高温抗氧化性能,能够长期服役在700℃环境中。(2)700℃氧化膜主要为(Fe0.6Cr0.4)2O3和少量Al2O3;800℃氧化膜主要为Al2O3、(Al0.9Cr0.1)2O3和少量Fe(Cr,Al)2O4;900℃时,氧化膜主要为Al2O3和(Al0.9Cr0.1)2O3。(心远)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。