不銹鋼高溫氧化性質(zhì)

hc2499

氧化資料~,！~,！~,！~,！~,！

zoujinyun

收下,，謝謝樓主,！

jiaolei108

謝謝樓主！

AQUARIUM

謝謝樓主了,！
不錯(cuò)的資料,！

kk113

謝謝樓主，非常不錯(cuò)的資料

maiyongjun

下了 謝謝

WANGZHENQING

好資料,，謝謝樓主,。

落日余輝

收下，謝謝樓主,。,。

dsdnjx

收 了。謝謝樓主

重慶的小吳

不銹鋼高溫氧化性質(zhì)
2008-9-11 15:38
高溫下,，不銹鋼的氧化性能受到很大的影響,，其氧化層有結(jié)構(gòu)性的變化。  
一,、氧化膜,；
4 S! B5 B& {1 G  X* h! l不銹鋼在室溫情況下，表面只生成Fe3O4,，F(xiàn)e2O3相二層結(jié)構(gòu),，當(dāng)溫度〉570度時(shí)，生成FeO層,，所以高溫環(huán)境,，表面氧化膜為三層結(jié)構(gòu)。從高溫冷卻回的過(guò)程：FeO要分解,，氧化皮層中有相變,。
3 S* W# L; L( o. @0 t) x膜內(nèi)部電子環(huán)境考慮：
       陽(yáng)離子空位：P型半導(dǎo)體  如FeO ，F(xiàn)e3O4膜
       陰離子空位：N型半導(dǎo)體  如Fe2O3膜  

% a$ d# U  U( J: N4 r: D過(guò)程解釋：氧化過(guò)程的主要是氧離子和鐵離子（合金元素形成的離子）在氧化層中的擴(kuò)散,，同時(shí)也是電子傳導(dǎo)過(guò)程,。這個(gè)氧化腐蝕的過(guò)程，本質(zhì)上也是一個(gè)電化學(xué)腐蝕過(guò)程,。這也是不銹鋼和耐熱鋼在理論上的共同基礎(chǔ),。
實(shí)際工件表面的氧化層，還有以下性質(zhì)：
; X) x; @$ r% c3 X& ? ①通過(guò)對(duì)氧化物體積和被氧化物體積的比較，判斷氧化膜是否覆蓋工件表面,；
9 Y' d6 b9 n' @   例：V(FeO)：V(Fe)=1.77,；V(Fe3O4)：V(Fe)= 2.09
           V(Fe2O3)：V(Fe)=2.14
          判定：大于1說(shuō)明可以覆蓋表面，考慮體積,，比值,，層與層的應(yīng)力，可以推斷出容易起皮,。
②生成的氧化物結(jié)晶結(jié)構(gòu)和致密性,；
③和基體金屬的結(jié)合。
1 c2 c9 i* G" _+ y  @3 j( b- p 二,、氧化速度,；
3 T* ?& E9 r! @* k: L% S氧化速度主要取決于化學(xué)反應(yīng)的速度和擴(kuò)散的速度，溫度的升高,，化學(xué)反應(yīng)的速度和擴(kuò)散速度將增加,，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)和膜的的增厚或膜的致密性的提高而減慢，因此氧化速度可有下列三種情況：
- y- l/ l% H8 q7 |# [' c$ I1）氧化膜不完整,、不連續(xù)時(shí),，像氧化物比體積小的鎂、鉀,、鈣等,，他們的氧化膜增厚和時(shí)間的關(guān)系是樣：y=Kt+A；
2）氧化膜是覆蓋在金屬表面的,，膜層中可以進(jìn)行離子擴(kuò)散,。像鐵、錳,、鈷,、鎳、銅等的氧化膜,。膜層增厚的關(guān)系：y*y=kt+A,；
3）膜不僅覆蓋金屬表面，而且膜層中離子擴(kuò)散困難,。像鉻,、鋁,、硅等的氧化膜,。膜層增厚為：y=lnKt（STS表面膜的狀態(tài)的解釋）  
三、提高鋼氧化性能的途徑,。
. d. r# a) C; B①.加入合金元素降低氧化膜中的擴(kuò)散,；
②加入合金元素，提高氧化膜的穩(wěn)定性；
9 X0 W; y' O  y; M: M! R" l1 K③.加入合金元素,，形成致密,，穩(wěn)定的合金氧化膜。
高溫下工作的鋼件（包含STS）,，由于氧化有自發(fā)的趨勢(shì),，氧化是一定要發(fā)生的。但是如前所述,，氧化的速度,，繼續(xù)氧化問(wèn)題是可以改變和控制的，通過(guò)加入合金元素,，改變氧化膜層的傳導(dǎo)性,，降低氧化膜中的擴(kuò)散，提高氧化膜的穩(wěn)定性,；形成致密穩(wěn)定的合金元素氧化膜,，提高膜的保護(hù)性，從而提高鋼（STS鋼）的抗氧化性,。（空氣中的考慮）
四,、在高溫下不同環(huán)境下的腐蝕考慮（STS）
① 加入合金元素后，基體金屬（A）,、合金元素（B）在氧化時(shí)可能出現(xiàn)三種情況：1.形成A氧化物中有B離子2.形成的B的氧化物中含有A離子,；A，B各自形成氧化物,。
1 G, F  P- F; A+ \8 [     在P型半導(dǎo)體（金屬離子空位）加入低價(jià)合金元素離子,；如NiO的氧化膜中溶進(jìn)一些一價(jià)Li離子，所以Ni++通過(guò)空位的傳導(dǎo)性減弱,。
8 v/ O) t% B" A6 J     在N型半導(dǎo)體（陰離子空位）加入較高價(jià)的合金元素離子,；
這樣會(huì)導(dǎo)致陰離子空位的降低，使氧離子傳導(dǎo)削弱,，鋼的抗氧化性也將提高,。
; D/ R/ U' k. m+ A$ _② 加入合金元素，提高氧化膜的穩(wěn)定性
合金元素氧化物按點(diǎn)陣結(jié)構(gòu),、離子半徑,、電負(fù)性的條件的不同，穩(wěn)定性不同,。Cr,、Al、Si的氧化物點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)接近Fe3O4,，它們的離子半徑比鐵小,，易穩(wěn)定密度大的Fe3O4,，縮小FeO形成溫度。Mn,、Cu的離子半徑大于鐵,，易溶于疏松的FeO，他們是FeO的穩(wěn)定劑,，擴(kuò)大FeO的相區(qū),，降低FeO形成溫度。  
/ G7 j6 c. ?2 k3 V7 w0 U合金元素對(duì)FeO共析溫度的影響

STS上的解釋：在Cr,、Ti,、Al含量高時(shí)，F(xiàn)eO相區(qū)會(huì)消失,。
7 x2 n* ~* {9 }, b) P. ?6 b ③加入合金元素,，形成致密，穩(wěn)定的合金氧化膜
) h3 a2 X' `9 G# C" U當(dāng)鋼中加入合金元素Cr,、Ti,、Al、Si時(shí),，則在氧化的過(guò)程中,，由于鐵離子的消耗，而鉻,、鋁,、硅等氧化物的穩(wěn)定，會(huì)使氧化物的底層逐漸富集為穩(wěn)定的氧化物的膜層,，形成以Cr2O3,，Al2O3、SiO2為主的氧化膜,，這類氧化膜形成時(shí),，鐵，氧通過(guò)膜的擴(kuò)散嚴(yán)重受阻,，氧化性顯著提高,。
' O1 L2 n7 i( P" _
條件：高溫〉570度
8 e) ~2 P! m" o. |( q從左到右：
- A3 X1 _6 P, R3 I' u  `9 C/ H2 D: kA.純鐵
- r. j# T/ ~+ A$ q; N0 v3 NB.12.23%Cr
$ h; H/ I# H% I8 V! ^# x) aC.25%Cr  
4 n, J- e# W8 J
  x6 w) D! s/ b$ T1 a 不同Cr含量在相同溫度下對(duì)不銹鋼表面氧化的影響。