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High-Temperature Oxidation Resistance of Austenitic Stainless Steel Crl8Nil 1Cu3Al3MnNb

钢铁研究学报(英文版)

关键词: 奥氏体不锈钢 , 高温抗氧化 , 氧化动力学曲线 , 扫描电子显微镜 , 铬氧化物 , 抛物线规律 , X射线衍射 , 氧化膜

奥氏体不锈钢Cr18Ni3Mn11Cu3NbN高温抗氧化性能

李冬升 , 戴起勋 , 程晓农 , 陈祖伟 , 高佩 , 刘瑜

材料热处理学报

采用称重法测得了奥氏体不锈钢Cr18Ni3Mn11Cu3NbN在不同温度下的高温氧化动力学曲线,结果表明,该钢在700℃和800℃的氧化曲线遵循抛物线氧化规律,根据平均氧化速度的评级标准,在此温度下钢＂完全抗氧化＂。利用扫描电镜、X射线衍射的方法对氧化膜表面的形貌及结构进行了研究,发现该钢700℃氧化膜致密完整,主要由Mn2O3、MnFe2O4（尖晶石结构）和Cr的氧化物组成;800℃氧化膜出现脱落,主要由Mn2 O3、MnFe2 O4（尖晶石结构）、Cr的氧化物和Fe的氧化物组成;900℃氧化膜脱落严重,主要由Mn2O3、Fe2O3、尖晶石结构的MnFe2O4组成。

关键词: 奥氏体不锈钢 , 高温氧化 , 氧化膜 , 循环氧化

9％～11％Cr锅炉用耐热钢在蒸汽中的氧化行为

吴增强 , 常征 , 白银

钢铁研究学报 doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140405

电站锅炉用钢长期处于高温高压的工作环境下,材料在超临界水中的抗蒸汽腐蚀性能是衡量其服役性能的一个重要指标.以Cr的质量分数为11％的钢为研究对象,在蒸汽氧化试验平台上完成了对试验钢的蒸汽腐蚀试验,通过数值模拟获得了氧化动力学曲线.结果表明,试验钢的氧化增重符合抛物线规律.通过SEM、XRD等方法分析了氧化层的形貌、化学成分,结果表明,氧化层为双层结构.对比分析了Cr的质量分数为9％和11％的钢后发现,增加Cr含量明显提高了抗蒸汽氧化性能.

关键词: 锅炉用耐热钢 , 蒸汽 , 氧化 , 氧化皮

TP347H钢管蒸汽侧氧化皮形态及其形成机制

龙会国 , 谢国胜 , 龙毅 , 牟申周

材料热处理学报

通过对某电厂TP347H不锈钢管的过热器和再热器管样内壁氧化皮及其剥落物进行金相检验、扫描电镜观察、能谱分析、X衍射等分析,研究锅炉用奥氏体不锈钢管蒸汽侧氧化皮的形态及其形成规律.结果表明:根据氧元素分布规律、Fe-Cr-Ni元素由基体向外扩散传质及水蒸汽中H、O由氧化层向内扩散传质原理,该不锈钢蒸汽侧氧化皮分为内、中、外3层,内层为致密的(Cr,Fe)2O4、NiO等非均质层,中间层为疏松的粗大柱状结构的Fe3O4,最外层为厚度较薄的Fe2O3;内层/中间柱状氧化层界面存在离解后的细小的氧化物颗粒,使界面粘附强度低,组织疏松,从而使中间柱状氧化层更易剥落,该类奥氏体不锈钢蒸汽侧氧化皮剥落物主要是以外两层片状氧化皮为主.

关键词: 奥氏体不锈钢 , 水蒸汽氧化 , 氧化皮 , 扩散传质 , 氧化机理

锅炉水冷壁管沉积物下氧化腐蚀特征及其机理

龙会国 , 谢国胜 , 龙毅 , 杨湘伟

腐蚀与防护

通过对某锅炉水冷壁管20G材质水环境下内壁沉积物下腐蚀氧化膜进行金相、扫描电镜、能谱分析、XRD等试验分析,研究了水环境下沉积物氧化腐蚀微观特征及其机理.结果表明,沉积物腐蚀下氧化膜主要为磷酸盐水垢、氧化铁垢混合物,分为内、外两层.内层为致密层/疏松层交替出现的带状组织,主要以Fe3O4为主;外层为疏松、多孔及细小颗粒组成的沉积物、Fe2O3等非均质层.内壁沉积物下腐蚀改变了水冷壁内壁氧化膜的形态及其氧化机制,使外氧化层成为疏松、多孔的细小粒状组织,内氧化层富含孔洞,促进了其反应产物氢与氧向内传质过程,且腐蚀产物氢与金属晶界处渗碳体反应,造成材质组织脱碳、晶界空隙增加以及微裂纹的萌芽与发展,加速了晶界氧化.

关键词: 水冷壁 , 沉积物下腐蚀 , 氧化膜 , 扩散传质 , 氧化机理

稀土对低合金钢抗高温氧化性能的影响

陈伟鹏 , 李光卫 , 张欢 , 谢智辉 , 计云萍

稀土 doi:10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.201606009

在热分析仪上采用增重法对稀土含量不同的低合金钢进行抗高温氧化实验,利用扫描电镜(SEM)进行氧化形貌观察.结果表明,温度为1050℃和1150℃时,恒温氧化动力学均符合抛物线规律,氧化膜具有保护性,稀土含量为0.0134％和0.0095％的低合金钢氧化反应激活能比不含稀土的低合金钢分别提高了71％和57％.在1050℃时稀土含量为0.0134％和0.0095％的低合金钢氧化速率常数比不含稀土的低合金钢降低了30％和20％,在1150℃时降低了7％和3％.稀土的添加提高了低合金钢的反应激活能,降低了氧化速率常数,提高低合金钢的抗高温氧化性能,并且稀土含量越高,抗高温氧化性能越强;在1250℃时生成的氧化膜保护性差,含稀土的钢氧化速率快,不利于提高低合金钢的抗氧化性.稀土的加入细化了氧化膜的晶粒,增强了氧化膜与基体的粘附性,使氧化膜不易脱落.

关键词: 稀土 , 氧化动力学 , 氧化膜 , 抗氧化性

Ti-42Al-8Nb合金氧化膜的XPS研究

刘杰 , 薛祥义

稀有金属材料与工程

以Ti-42Al-8Nb(at％)合金为研究对象,将其置于900℃空气气氛中氧化20 h,重点采用XPS手段对合金表面氧化膜结构、相组成及成分分布进行了分析.结果表明:合金经20 h氧化后,XRD结果显示氧化膜主要由A12O3和TiO2混合物组成,而经XPS结果分析可知氧化膜最外层只有TiO2一种物质,次外层由Al2O3、3种不同价态的Ti氧化物及少量TiN组成,且沿基体到外表层的方向,Ti的高价氧化物含量逐渐增多,最外表面只有TiO2,另外2种低价Ti氧化物含量为零,说明整个系统通过O原子的溶解、扩散完成氧化过程,导致氧化反应随时间和样品深度发生阶段性变化,从而使氧化膜沿深度方向表现出物质种类及其含量的不同.

关键词: TiAl合金 , 高温氧化 , 氧化膜 , XPS , 氧化机制

耐热不锈钢310S的高温氧化性能

裴明德 , 李国平 , 范新智 , 秦宇航 , 杨常春 , 李亮

中国冶金 doi:10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20150058

利用增重法研究了耐热不锈钢310S在空气中800、900、1 000℃下的高温氧化行为,绘制了氧化动力学曲线.利用SEM、XRD、EDS对氧化膜的结构及分布进行了表征.结果表明:800、900、1 000℃下的氧化动力学曲线符合抛物线规律,具有优异的抗氧化性.氧化膜由致密的MnCr2 O4、Cr2O3和内层SiO2组成,3层氧化膜是其抗氧化性能优异的主要原因.

关键词: 耐热不锈钢 , 高温氧化 , 氧化膜 , 抗氧化性