资源预览内容
第1页 / 共4页
第2页 / 共4页
第3页 / 共4页
第4页 / 共4页
亲,该文档总共4页全部预览完了,如果喜欢就下载吧!
资源描述
高温下,不锈钢的氧化性能受到很大的影响,其氧化层有结构性的变化。一、氧化膜;不锈钢在室温情况下,表面只生成 Fe3O4,Fe2O3 相二层结构,当温度570 度 时,生成 FeO 层,所以高温环境,表面氧化膜为三层结构。从高温冷却回的过程: FeO 要分解,氧化皮层中有相变。膜内部电子环境考虑:阳离子空位:P型半导体如FeO , Fe304膜阴离子空位:N型半导体如Fe2O3膜e通过+ FeH-F空位Fe2O3电子空位更子空世P导信通过O v位过剩电于K导陆連过阳 离于空 位过程解释:氧化过程的主要是氧离子和铁离子(合金元素形成的离子)在氧化层 中的扩散,同时也是电子传导过程。这个氧化腐蚀的过程,本质上也是一个电化 学腐蚀过程。这也是不锈钢和耐热钢在理论上的共同基础。实际工件表面的氧化层,还有以下性质: 通过对氧化物体积和被氧化物体积的比较,判断氧化膜是否覆盖工件表面;例:V(FeO): V(Fe)=1.77; V(Fe304): V(Fe)= 2.09V(Fe2O3):V(Fe)=2.14判定:大于1 说明可以覆盖表面,考虑体积,比值,层与 层的应力,可以推断出容易起皮。 生成的氧化物结晶结构和致密性; 和基体金属的结合。二、氧化速度; 氧化速度主要取决于化学反应的速度和扩散的速度,温度的升高,化学反应的速 度和扩散速度将增加,随着时间的延长和膜的的增厚或膜的致密性的提高而减慢 因此氧化速度可有下列三种情况:1)氧化膜不完整、不连续时,像氧化物比体积小的镁、钾、钙等,他们的氧化 膜增厚和时间的关系是样:y=Kt+A;2)氧化膜是覆盖在金属表面的,膜层中可以进行离子扩散。像铁、锰、钴、镍、 铜等的氧化膜。膜层增厚的关系:y*y=kt+A;3)膜不仅覆盖金属表面,而且膜层中离子扩散困难。像铬、铝、硅等的氧化膜。 膜层增厚为:y=lnKt (STS表面膜的状态的解释)三、提高钢氧化性能的途径。 加入合金元素降低氧化膜中的扩散; 加入合金元素,提高氧化膜的稳定性; 加入合金元素,形成致密,稳定的合金氧化膜。高温下工作的钢件(包含STS),由于氧化有自发的趋势,氧化是一定要发生的。 但是如前所述,氧化的速度,继续氧化问题是可以改变和控制的,通过加入合金 元素,改变氧化膜层的传导性,降低氧化膜中的扩散,提高氧化膜的稳定性;形 成致密稳定的合金元素氧化膜,提高膜的保护性,从而提高钢(STS钢)的抗氧 化性。(空气中的考虑)四、在高温下不同环境下的腐蚀考虑(STS) 加入合金元素后,基体金属(A)、合金元素(B)在氧化时可能出现三种情 况:1形成A氧化物中有B离子2.形成的B的氧化物中含有A离子;A, B各自 形成氧化物。在P型半导体(金属离子空位)加入低价合金元素离子;如NiO的氧 化膜中溶进一些一价Li离子,所以Ni+通过空位的传导性减弱。在 N 型半导体(阴离子空位)加入较高价的合金元素离子; 这样会导致阴离子空位的降低,使氧离子传导削弱,钢的抗氧化性也将提高。 加入合金元素,提高氧化膜的稳定性合金元素氧化物按点阵结构、离子半径、电负性的条件的不同,稳定性不同Cr、Al、Si的氧化物点阵结构接近Fe3O4,它们的离子半径比铁小,易稳定密度大的 Fe3O4,缩小FeO形成温度。Mn、Cu的离子半径大于铁,易溶于疏松的FeO,他 们是FeO的稳定剂,扩大FeO的相区,降低FeO形成温度。合金元素对FeO共析温度的影响合金成分纯铁1,03%cr1. lAiAl膜申出坝證Q 下限盪度*0度600650750800 550STS上的解释:在Cr、Ti、Al含量高时,FeO相区会消失。 加入合金元素,形成致密,稳定的合金氧化膜当钢中加入合金元素 Cr、Ti、Al、Si 时,则在氧化的过程中,由于铁离子的消 耗,而铬、铝、硅等氧化物的稳定,会使氧化物的底层逐渐富集为稳定的氧化物 的膜层,形成以 Cr2O3,Al2O3、SiO2 为主的氧化膜,这类氧化膜形成时,铁, 氧通过膜的扩散严重受阻,氧化性显著提高。Fe3O4禹跟过俚.Hi扇匸r1.匚r23.329Cr条件:高温570度从左到右:A. 纯铁B. 12.23%CrC. 25%CrO 200400&0D800 4000NQ662&NOfiSOOGr. 20; Ni $0N088G0S310DO20Cr 5NlS3DdOOI-lourscyclic exposure m &0CG 5 niin liealmij, 5 min cooing)不同Cr含量在相同温度下对不锈钢表面氧化的影响。本文选 http:/www.sus321.com/xhbj.asp
网站客服QQ:2055934822
金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号