310s不锈钢管表现高温性能的详细介绍
310s不锈钢管中铬含量较高,在1000时,钢中的铬容易形成FeO?Cr2O3、FeO?Fe2O3和尖晶石结构(FeCr2O4、NiCr2O4)等保护性氧化膜[10]。当氧化温度超过1100时,310s不锈钢管发生了NiCr2O4=NiO+Cr2O3和2Cr2O3+3O2=4CrO3反应,氧化膜遭到破坏。文献[1113]表明,温度超过1000后,Cr2O3的蒸气压相当高,易挥发,导致氧化膜变薄,因而氧原子容易扩散到基体中,温度大于1150时氧化膜剥落严重,310s不锈钢管从图3(a)、4(a)中可以清楚地看到,合金表面的氧化膜很薄、很少,空洞较多,从而降低了合金的高温抗氧化性能。加入铝后,在合金表面生成了致密氧化膜(图3(b)、4(b)),提高了合金的抗氧化性能。
X射线衍射分析结果表明,310S不锈钢管中不含铝时,氧化膜主要以Cr2O3、尖晶石结构的NiCr2O4和少量SiO2为主(图3(a)),310s不锈钢管而随着铝加入量的增加,310S不锈钢管氧化膜中的Al2O3逐渐增多(图3(b)、(c))。另外,从氧化反应自由能来考虑,Al2O3膜的形成比Cr2O3膜形成容易,当动力学条件满足,Al和Cr共存时,Al2O3将优先形成[14],并具有更佳的抗氧化腐蚀性能,在1200~1350仍不易剥落。
在1250以下,Cr2O3属于缺金属离子型半导体(p型半导体),其内部晶格缺陷主要有阳离子空位和间隙空位晶格,随氧活度而变化,Cr2O3的生长主要是通过Cr的外向扩散进行;Al2O3则属于离子过剩型半导体(n型半导体),310s不锈钢管Al2O3膜的生长主要是通过O的内向扩散进行[15]。随着氧化时间的延长,Al2O3膜能有效抑制氧和基体元素的扩散,从而导致氧化增重减少(图(2))。因此,310S不锈钢管中加入铝时,由于在310S不锈钢管表面生成含有Al2O3的氧化膜(图3(b)、(c)),而Al2O3膜的保护性能优于Cr2O3膜,所以加入铝可显著提高310s不锈钢管的高温抗氧化性能。且随铝加入量增加,氧化膜层中的Al2O3量增多(图3(c)、图4(c)),致密性更好,从而使310s不锈钢管的高温抗氧化性能得到了进一步提高。
文章来自www.310sgg.com
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