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标题: 不锈钢高温氧化性质 [打印本页]
作者: hc2499    时间: 2009-4-16 15:54
标题: 不锈钢高温氧化性质
氧化资料~！~！~！~！~！
作者: zoujinyun    时间: 2009-4-16 21:23
收下，谢谢楼主！
作者: jiaolei108    时间: 2009-4-17 15:55
谢谢楼主！
作者: AQUARIUM    时间: 2009-4-17 20:01
谢谢楼主了！
: l& ?7 B2 [2 y不错的资料！
作者: kk113    时间: 2009-4-28 23:08
谢谢楼主，非常不错的资料
作者: maiyongjun    时间: 2009-5-19 16:24
下了 谢谢
作者: WANGZHENQING    时间: 2009-7-30 19:36
好资料，谢谢楼主。
作者: 落日余辉    时间: 2009-7-30 23:19
收下，谢谢楼主。。
作者: dsdnjx    时间: 2009-9-23 16:54
收 了。谢谢楼主
作者: 重庆的小吴    时间: 2009-12-15 00:52
不锈钢高温氧化性质 ( v6 N0 Z; t5 n  a$ s
2008-9-11 15:38 5 {7 F7 T9 [- }  h6 q
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。  % G6 J% H0 O3 E; [: L* Q% X7 b: b
一、氧化膜；
4 L8 F# U" L. P8 l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。
9 G1 V* B! J. i6 R, D/ _* R膜内部电子环境考虑： / t) _! n- E& b7 B- H. n; _
       阳离子空位：P型半导体  如FeO ，Fe3O4膜 2 _3 y4 Q- |9 l3 \* P/ R
       阴离子空位：N型半导体  如Fe2O3膜  
& p: n, |! ?2 X& X2 i' }6 m , h9 F$ e+ a# E+ t7 n
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。
5 y. g4 R, U. V# }# X实际工件表面的氧化层，还有以下性质： % \, U% L1 H: Y: G
①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； 4 x1 G# E7 t& ~$ l9 I; V/ F. O" v
   例：V(FeO)：V(Fe)=1.77；V(Fe3O4)：V(Fe)= 2.09 ! `% E/ n# y2 R" x: ^
           V(Fe2O3)：V(Fe)=2.14 ) V% `* ?2 @+ O
          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。
  @6 Q$ P  K# d0 R, x②生成的氧化物结晶结构和致密性；
- D* [/ ^6 Q+ i  [③和基体金属的结合。 9 K( v% k. `# I' E2 A+ m* M
二、氧化速度；
" ~" C) V' Q) m, b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：
+ q7 A' i/ ^# l8 n( D+ ^4 @5 F! }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； / b0 [3 _$ ?( Z4 G8 W* 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；
+ F2 |! k/ y$ P3 S, O2 w! o3）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）  2 L: b' l' w+ [" M
三、提高钢氧化性能的途径。 ' e4 V1 |/ c. C
①.加入合金元素降低氧化膜中的扩散；
/ M% x, Q/ U4 _, u, O% D/ o2 A$ |②加入合金元素，提高氧化膜的稳定性；
, Y9 J8 S8 M; [0 K- E③.加入合金元素，形成致密，稳定的合金氧化膜。
$ s- {3 q( n9 k! f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）
8 O# g0 H; t6 U9 c% [  w# L四、在高温下不同环境下的腐蚀考虑（STS）
9 x: G: R+ w$ V9 F% p① 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。 9 N# f0 R6 U7 ?7 p( r
     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。
( Z' {  L# X$ S. V( f+ t: w     在N型半导体（阴离子空位）加入较高价的合金元素离子； % N2 n* X# M+ k8 ?
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。 , O9 Y  R$ ~9 Z$ t' Q" O$ r3 R
② 加入合金元素，提高氧化膜的稳定性 , p9 l; _4 J+ }7 P# Y
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。  / X8 _5 v. M6 t- S1 `" W8 T* q
合金元素对FeO共析温度的影响 ) l9 F* C: ~9 G' c$ ]4 E

9 a9 t7 G  U% f" G2 O& _+ j! OSTS上的解释：在Cr、Ti、Al含量高时，FeO相区会消失。 . x- y0 e; f( S" V
③加入合金元素，形成致密，稳定的合金氧化膜 ' n- ^9 h8 I: A% f& Y% ]7 F' r
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。 ; H8 ]" B) {/ n) L( p
: |( l! y; D9 X7 y  }
条件：高温〉570度 : t8 Z& X0 k2 M7 U: |, @
从左到右： * f. p( z/ x8 H* q( x$ }" W8 l
A.纯铁 8 f) ~% p! S& E4 A
B.12.23%Cr ) K1 m% @& C& ^3 t1 A
C.25%Cr  
$ B) N% n3 |8 Q' a" Q6 i7 _. c! R& j , o: w  ?0 ?; {' a6 ]* `" T
不同Cr含量在相同温度下对不锈钢表面氧化的影响。
作者: zhangwb01    时间: 2009-12-16 22:18
非常不错，我们一直都用不锈钢
作者: LXSYYX    时间: 2010-4-30 11:04
给贴出来了吗？。。。。。。。。。。。。。。。。
作者: hjjchun    时间: 2010-6-20 18:30
谢谢楼主！                                                       非常感谢



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