不锈钢高温氧化 PPT.ppt

3 实验结果 结构特性（XRD）： AISI 304钢：在950℃氧化时，样品的氧化层主要是铁的氧化物（Fe2O3）；而在其它条件下，氧化物中主要包含的是Cr2O3。 AISI 439钢：出现许多小峰，由于钢中的许多元素都不同程度被氧化，主要是Cr，还有Fe、Si、Mn、Ti。因此，混合的氧化物和Cr-Fe氧化物的固溶体是同时存在的（Mn1.5Cr1.5O4和MnTiO3）。 氧化气氛中是否有水蒸气的存在没有造成样品中各元素含量的明显变化。 3 实验结果 X射线光电子能谱（XPS）： 当X光束垂直入射于样品表面时，分析的厚度为0.5~10nm。当倾斜试样减小角度时，分析深度更小。因此，所获得的信息来自于氧化膜的最外层。 在几乎所有的情况下，必须考虑到铬的两种形式，以重建实验的铬峰。 3 实验结果 X射线光电子能谱（XPS）： 在AISI 439钢中的铬峰比304钢中更强，这是由于AISI 304钢中铁的氧化物的存在。 3 实验结果 X射线光电子能谱（XPS）： 锰的三种存在形式： 第一强峰对应于Mn2+（即MnO化合物）； 第二强峰对应于固定在混合氧化物（Mn1.5Cr1.5O4和/或 MnTiO3）中的Mn； 最后一个峰对应于附属物。 3 实验结果 X射线光电子能谱（XPS）： 在304钢被氧化的表面没有检测到Ti，却大量存在于439钢的外表面（图d）。 与之前的结果一致，950?C氧化时，铁存在于304钢外表面，并随水蒸气的增加其含量也增加（图e）。 LOGO 标题文字内容 Click here to add Title AISI 304奥氏体不锈钢 和AISI 439铁素体不锈钢的氧化 摘要 高温条件下，在不同的O2压力和是否有水蒸气存在时，研究了AISI 304和AISI 439钢的氧化。 在高的氧化压力下，超过850℃时，AISI 439钢具有更高的抗氧化性；在较低的氧气压力下，AISI 304钢具有较高的抗氧化性。 通过将氧化反应常数的理论计算值与实际值的比较，探讨不锈钢氧化产生Cr2O3的生长动力学是否受氧或（和）铬的扩散所控制。 目录 1 前言 2 实验设计 3 实验结果 4 分析讨论 5 结论 1 前言 不锈钢表面形成的氧化铬保护层有效降低了不锈钢的高温腐蚀。AISI 304奥氏体不锈钢在传统方面有广泛应用。 铁素体不锈钢： 价格更加低廉（不含镍或含镍量很小） 膨胀系数更小 2 实验设计 1 前言 在本次研究实验中： 奥氏体不锈钢（AISI 304）的高温氧化行为与含Cr 17%（加入Ti和Nb）铁素体不锈钢（AISI 439）的高温氧化行为进行对比。 在850℃~950℃范围内在不同的环境气氛（纯O2、空气、空气-H2O、Ar-H2- H2O的混合气四种）下研究两种钢的抗氧化性。 2 实验设计 扫描电镜（SEM）、能量色散光谱（EDX）、X射线衍射（XRD）、光电子能谱（XPS） 样品制备 热重测试 样品分析 3 实验结果 热重（TG）： 对于AISI 439钢，气氛对其氧化状况基本没有影响；而温度越高，氧化速率越大。 3 实验结果 热重（TG）： 气氛不同，AISI 304钢的氧化情况差别也比较大，特别是当温度在900℃以上时更加明显。 3 实验结果 3 实验结果 微观结构与组成（AISI 439钢）： 850℃时，在空气中氧化，氧化外层主要由等轴晶组成（图3a），在 空气+H2O中氧化时还出现花状结晶（sand roses，较多Cr、Mn、Ti，图3b）。 EDX分析表明：氧化层主要由Cr和O构成，即Cr2O3，少量的Fe、Mn、Ti。 3 实验结果 微观结构与组成（ AISI 439钢）： 950℃条件下氧化后，样品表面都出现了一些弯曲（图4）；这些弯曲实际上在900℃有水蒸气存在的氧化气氛中就已经出现。 3 实验结果 微观结构与组成（ AISI 439钢）： a. 氧化层表面平整，并出现了内部氧化，内部的氧化物颗粒由SiO2组成。 b. 在较高的H2O/O2比例下（Ar-H2-H2O混合气氛）氧化时，会出现一些晶须。 3 实验结果 微观结构与组成（ AISI 439钢）： 氧化性气氛中水蒸气的存在对不锈钢氧化层中的组成没有太大的影响。 3 实验结果