310S耐热不锈钢高温循环氧化性能
发布时间:2018-05-04 14:08
作者:互联网
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310S耐
热不锈钢(简称310S)是
奥氏体铬镍不锈
钢,钢中Ni、Cr含量高,具有良好耐氧化、耐
腐蚀、耐酸碱性能,尤其是耐高温氧化性能非常优异,在
核电、航空航天、军工、
石油化工等行业均有广泛应用。高温环境中结构材料暴露侵蚀是310S失效的主要原因。此前,国内外的研究集中在310S
热变形、
再结晶规律及
合金元素对钢抗氧化性能
改善和提高方面。实际应用中,310S并非在恒温状态下使用,其使用环境长期处于高低温不断变化的状态,会有
中间相析出,其
氧化铁皮结构及性能也会有所不同。本
工作通过高温循环氧化试验进行研究,探讨循环氧化机理。
产品取自某钢厂
生产的310S,钢的化学成分(质量分数,%)为:0.067C,24.47Cr,19.14Ni。
连铸坯厚度为220mm,
热轧产品厚度为6mm,
固溶处理后切成30mm×15mm×4mm尺寸试样,
研磨并用水砂纸打磨去除表面氧化皮及
线切割加工痕迹,
乙醇清洗吹干,放入经充分烘烤的
坩埚。120℃烘烤1h,
冷却后整体称重,放入
电阻加热炉进行高温循环氧化实验。实验温度分别为:800、900、1000、1100、1200℃,加热时间分别为20、40、60、80、100、120、140h,循环间隔时间20h。采用SEM、XRD、EDS对高温循环氧化生产物进行分析。实验结果表明:(1)310S高温循环氧化随着温度和时间增加,氧化增重呈现抛物线性规律,60h以内增重明显。(2)高温循环氧化20h时试样表面有片状Cr2O3生成,随着时间增加,试样表面的片状组织变得粗大、分布
密度逐步降低;140h时
钢板表面全部被FeO·Cr2O3和MnCr2O4所覆盖。(3)高温循环表面氧化物分为3层,外层为FeO·Cr2O3和尖晶
石结构的MnCr2O4氧化膜,中间层为Cr2O3,内层为SiO2;内层的SiO2
薄膜会阻碍氧原子向基体扩散,进一步增强了310S的耐氧化性能。(4)温度在1000℃以下时SiO2氧化膜致密,超过1000℃时致密的SiO2氧化膜会遭到破坏,高温氧化速率增加。耐热不锈钢氧化过程受扩散过程
控制,钢的激活能越大,耐高温氧化性能越好。(心远)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。