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天津快乐10分开奖走势:310S奧氏體耐熱不銹鋼管高溫氧化性能的研究

來源:至德鋼業 日期:2018-09-01 03:44:45 人氣:469

天津快乐10分钟 www.ohgvag.com.cn 310S不銹鋼管在高溫環境下進行循環氧化試驗,采用增重法繪制出了310S奧氏體不銹鋼管高溫氧化動力學曲線,并結合金相顯微鏡和掃描電鏡對氧化膜的厚度和表面形貌進行了分析。結果發現,氧化速度隨著時間的延長而降低,高溫氧化后試樣表面為黑色,氧化膜的厚度20m左右,試樣表面存在四面體結構組成,其成分可知為富含鉻和錳的氧化物,鐵含量很低。

310不銹鋼管是奧氏體不銹鋼管,在氧化性介質中具有優良的耐蝕性,同時具有良好的高溫力學性能,因此它既可用于耐蝕部件又可用于高溫部件。310S是在310的基礎上發展起來的超低碳奧氏體不銹鋼管,改善了310的耐晶間腐蝕能力,此鋼主要用于耐強氧化性酸性環境腐蝕的設備和部件,解決了焊后耐蝕性劣化問題。310S是奧氏體耐高溫不起皮的熱強鋼,常用于制作爐門、加熱爐輥筒、鍋爐熱分解管道、蒸汽過熱器、熱交接器、退火箱等。耐熱鋼作為航空航天、化工工業中的重要材料,廣泛用于高溫環境中,因此研究和發展具有抗高溫氧化性能的材料對于我國的航空、化工及國防事業具有深遠意義。

1實驗方法

1.1試樣制備

試驗樣品選取奧氏體耐熱不銹鋼管310S,其化學成分如表1。經真空爐冶煉的鑄錠,再熱軋成10mm厚的鋼板,線切割成30mm×30mm的方形試樣2塊平行試樣,以1#2#區分,試樣的六個表面經過180#砂紙水磨,粗糙度滿足0.63-1.25 um要求,然后用水和酒精清洗,最后用吹風機吹干備用。

1.2氧化實驗

用游標卡尺測量試樣尺寸,計算試樣總的表面積;將清洗吹干后的試樣進行干燥、用電子天平進行稱重,精確到小數點后四位。試樣尺寸測量和稱重均采取三次測量和三次稱重取平均值的方法寸做好試驗記錄。

試樣稱重后將盛有試樣且干燥過的坩堝放入FTRX2-50-13箱式電阻爐中,關閉爐門,開始加熱。待爐溫到達1000℃后開始計時,保溫20 h后關閉電源停止加熱,隨爐冷卻。試樣出爐后進行稱重,然后再加熱到1000℃保溫20 h,如此循環5次。試驗中保持爐中擺放的試樣間有一定的距離;爐門留有縫隙,以便爐中有足夠量的空氣。

2實驗結果與討論

2.1氧化動力學分析

1310S奧氏體耐熱不銹鋼管1000℃循環氧化的動力學曲線,一個周期20 h,共5個周期循環氧化。采用增重法,通過計算試樣單位時間的氧化增重即氧化速度來評定抗高溫氧化性,氧化速度越小,抗氧化能力越強。

從圖1可看出,隨著循環次數的增加,氧化速度降低得很快,第一個氧化周期的氧化速度,1#試樣為0.26 g/(m2.h),2#試樣為0.33g/(m2.h);第二個氧化周期的氧化速度均降低,1蛾式樣為0.12 g/(m2.h),2#試樣為0.12 g(m2h);到第四個和第五個周期速度趨于平穩,保持在0.04 g(m2.h)左右。出現這種情況可能由于310S在高溫氧化階段,氧化初期氧氣直接與試樣表面接觸,氧化速度受化學反應控制,所以氧化速度較快,到氧化后期,當這些氧化膜均勻覆蓋于金屬基體表面時,就可以阻止金屬的進一步氧化,對基體具有較好的?;ば?。

2.2氧化膜表面形貌與成分分析

310S奧氏體不銹鋼管1000℃下經過100 h循環氧化后,試樣表面為黑色,如圖2所示。

CX-200型掃描電攪觀察表面形貌,發現l#2#試樣高溫氧化后表面都存在四面體結構,如圖3所示。

天津快乐10分钟經過高溫氧化后,表面存在四面體結構,其四面體結構的成分主要由鉻和錳的氧化物組成,鐵元素很低。表面的四面體結構能夠減少表面與氧的接觸,進一步提高了抗氧化性。

對高溫氧化后產生的氧化膜進行金相觀察,取氧化后試樣的截面制成金相試樣,在蔡司金相顯微鏡下觀察,如圖5所示。1#2#試樣的氧化膜在金相顯微鏡下均呈現灰黑色,厚度大致在20 um左右。

3結論

1310S奧氏體不銹鋼管隨著高溫氧化的循環次數的增加,氧化速度降低得很快。這說明310S在高溫氧化階段,氧化初期氧氣直接與試樣表面接觸,氧化速度受化學反應控制,所以氧化速度較快;到氧化后期,當這些氧化膜均勻覆蓋于金屬基體表面時,就可以阻止金屬的進一步氧化,對基體具有較好的?;ぷ饔?。

2)在1000℃的高溫環境中經過100h循環氧化后,試樣表面為黑色。用掃描電撓觀察表面形貌,表面由四面體結構的組成,四面體結構主要由鉻和錳的氧化物組成,鐵元素的含量很低。對氧化膜進行了金相觀察,厚度很薄,大致在20m左右。

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