耐高溫不銹鋼管高溫性能的詳細介紹
耐高溫不銹鋼管中鉻含量較高,在1000時,鋼中的鉻容易形成FeO?Cr2O3、FeO?Fe2O3和尖晶石結構(FeCr2O4、NiCr2O4)等保護性氧化膜[10]。當氧化溫度超過1100時,發生了NiCr2O4=NiO+Cr2O3和2Cr2O3+3O2=4CrO3反應,氧化膜遭到破壞。文獻[1113]表明,溫度超過1000后,耐高溫不銹鋼管Cr2O3的蒸氣壓相當高,易揮發,導致氧化膜變薄,因而氧原子容易擴散到基體中,溫度大于1150時氧化膜剝落嚴重,從圖3(a)、4(a)中可以清楚地看到,合金表面的氧化膜很薄、很少,空洞較多,從而降低了合金的高溫抗氧化性能。加入鋁后,在合金表面生成了致密氧化膜(圖3(b)、4(b)),提高了合金的抗氧化性能。X射線衍射分析結果表明,310S不銹鋼管中不含鋁時,氧化膜主要以Cr2O3、尖晶石結構的NiCr2O4和少量SiO2為主(圖3(a))耐高溫不銹鋼管,而隨著鋁加入量的增加,310S不銹鋼管氧化膜中的Al2O3逐漸增多(圖3(b)、(c))。另外,從氧化反應自由能來考慮,Al2O3膜的形成比Cr2O3膜形成容易,當動力學條件滿足,Al和Cr共存時,Al2O3將優先形成[14],并具有更佳的抗氧化腐蝕性能,在1200~1350仍不易剝落。在1250以下,Cr2O3屬于缺金屬離子型半導體(p型半導體),其內部晶格缺陷主要有陽離子空位和間隙空位晶格,隨氧活度而變化,Cr2O3的生長主要是通過Cr的外向擴散進行;Al2O3則屬于離子過剩型半導體(n型半導體),Al2O3膜的生長主要是通過O的內向擴散進行[15]。耐高溫不銹鋼管隨著氧化時間的延長,Al2O3膜能有效抑制氧和基體元素的擴散,從而導致氧化增重減少(圖(2))。因此,310S不銹鋼管中加入鋁時,由于在310S不銹鋼管表面生成含有Al2O3的氧化膜(圖3(b)、(c)),耐高溫不銹鋼管而Al2O3膜的保護性能優于Cr2O3膜,所以加入鋁可顯著提高310S不銹鋼管的高溫抗氧化性能。且隨鋁加入量增加,氧化膜層中的Al2O3量增多(圖3(c)、圖4(c)),致密性更好,從而使310S不銹鋼管的高溫抗氧化性能得到了進一步提高。
文章來自www.lagalline.com
耐高溫不銹鋼管高溫性能的詳細介紹Tags
