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,！
2 B' g6 K( j$ }0 A, W# ^# V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
& }. u( f0 s- m0 n( Z4 X' S  l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,。  
6 ]( b# \( r3 `& W; ?. O4 ?一,、氧化膜；
% j, ?% B) }4 k  r9 D- J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)。從高溫冷卻回的過程：FeO要分解,，氧化皮層中有相變,。
2 M1 Z: v- S! a; }- u( u; c& t膜內(nèi)部電子環(huán)境考慮：
- A  v8 \/ R5 u& \" P) ~1 F+ }       陽離子空位：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  

' v2 M: G: `- b4 r過程解釋：氧化過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)過程,。這個(gè)氧化腐蝕的過程，本質(zhì)上也是一個(gè)電化學(xué)腐蝕過程,。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)：
①通過對(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,；
   例：V(FeO)：V(Fe)=1.77；V(Fe3O4)：V(Fe)= 2.09
9 i! |1 ]( u: a! l! @           V(Fe2O3)：V(Fe)=2.14
          判定：大于1說明可以覆蓋表面,，考慮體積,，比值，層與層的應(yīng)力,，可以推斷出容易起皮,。
; c3 @# L2 B! P: d% Y②生成的氧化物結(jié)晶結(jié)構(gòu)和致密性；
9 T2 ^7 L1 m& D. A③和基體金屬的結(jié)合,。
二,、氧化速度；
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：
- }2 D: ]' o& s0 [4 J6 t+ g' B1）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,；
8 i9 b. F% O7 t1 R9 t* V- |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。
①.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；
  u/ V5 Q4 K$ y2 b- Y% y③.加入合金元素,，形成致密,，穩(wěn)定的合金氧化膜。
& E  Q* l9 f& X) |% k高溫下工作的鋼件（包含STS）,，由于氧化有自發(fā)的趨勢,，氧化是一定要發(fā)生的。但是如前所述,，氧化的速度,，繼續(xù)氧化問題是可以改變和控制的，通過加入合金元素,，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）
$ ^. [6 z& }7 G7 c) z0 Y四、在高溫下不同環(huán)境下的腐蝕考慮（STS）
' |# U& n, N: p; h① 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,。
     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++通過空位的傳導(dǎo)性減弱,。
     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,；
+ F# z, B/ Z# K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,。
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,。  
% f1 ]# G) g4 ]: i3 z1 T9 E合金元素對(duì)FeO共析溫度的影響
' m( z1 t5 H% x% I+ b
- Z% s4 Z( l8 u/ RSTS上的解釋：在Cr,、Ti、Al含量高時(shí),，F(xiàn)eO相區(qū)會(huì)消失,。
③加入合金元素，形成致密,，穩(wěn)定的合金氧化膜
當(dāng)鋼中加入合金元素Cr,、Ti、Al,、Si時(shí),，則在氧化的過程中，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，氧通過膜的擴(kuò)散嚴(yán)重受阻,，氧化性顯著提高,。

條件：高溫〉570度
從左到右：
A.純鐵
B.12.23%Cr
+ v1 f7 T" I; F3 IC.25%Cr  
6 I. P  A& z+ p3 X% n
不同Cr含量在相同溫度下對(duì)不銹鋼表面氧化的影響。