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耐熱不銹鋼310S的高溫氧化性能

高溫抗氧化性能作為耐熱鋼的一個重要性能指標(biāo)，已經(jīng)被眾多研究者關(guān)注。鋼中特殊合金元素是改善和提高合金抗氧化性能的重要原因，在保證基本性能的前提下，合適地加入合金元素是改善和提高合金抗氧化性能的重要原因，合金元素的合適加入能在鋼表面形成不同的致密氧化膜，從而提高其高溫抗氧化性。

耐熱不銹鋼310S是高鉻高鎳奧氏體不銹鋼，其不僅具有優(yōu)良的耐蝕、力學(xué)性能，同時也具有優(yōu)異的高溫耐氧化性、抗蠕變性。因此，被廣泛應(yīng)用在各種高溫爐、特殊環(huán)境的高溫部件等。

關(guān)于耐熱不銹鋼310S的高溫氧化機(jī)制，目前已經(jīng)有了研究。太原鋼鐵集團(tuán)的研究人員通過研究310S在空氣中的高溫氧化試驗來評定其高溫氧化性能，在分析氧化動力學(xué)增重曲線的基礎(chǔ)上，研究其氧化膜的形貌、分布、結(jié)構(gòu)，并對其形成機(jī)制進(jìn)行了解釋。

試驗樣品取自太鋼奧氏體耐熱不銹鋼310S熱板，化學(xué)成分見下表(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)：C0.055，Si0.50，Mn1.03，Cr25.52，Ni19.25。

將樣品切割成30mm×15mm×4mmm，每個試驗點使用3個平行樣，對試樣進(jìn)行研磨，經(jīng)水砂紙打磨除去表面氧化皮及線切割加工痕跡，然后用乙醇清洗吹干。準(zhǔn)備與試樣相同數(shù)量的坩堝，進(jìn)行編號，用電阻加熱爐對其進(jìn)行烘烤，使坩堝中的殘留物質(zhì)充分發(fā)揮，質(zhì)量恒定。將高溫氧化的試樣直接置于坩堝中，一同放入箱式電阻爐中進(jìn)行高溫氧化。試驗氣氛為空氣，氧化溫度分別為800、900、1000℃；每個試樣處理時間分別為20、40、60、80、100、120、140h。氧化完成后稱重并記錄，稱重儀器為電子分析天平。高溫氧化試驗結(jié)束后，用X射線衍射儀對氧化產(chǎn)物進(jìn)行物相分析，用掃描電子顯微鏡、能譜儀分析氧化膜的表面形貌。分析結(jié)果表明：

（1）耐熱不銹鋼310S在800、900、1000℃下表現(xiàn)出很好的抗氧化性。各溫度下隨著時間的延長，均有不同程度氧化增重的趨勢，但隨著時間延長氧化趨勢減緩。同時隨著溫度的升高，氧化速率增快。

（2）氧化膜由外層致密的尖晶石MnCr2O4、Cr2O3和內(nèi)層的SiO2組成，隨溫度升高，MnCr2O4衍射峰增強(qiáng)，生成物增多。3層致密的結(jié)構(gòu)加上氧化物本身的良好抗氧化性能，使耐熱不銹鋼310S整體表現(xiàn)出很好的抗高溫氧化性。