金属热处理

作者：程磊, 孙彬, 高炜, 杜重洋

单位：1.沈阳大学 机械工程学院, 辽宁 沈阳 110044; ；2.中山大学 材料学院, 广东 广州 510000

关键词：Fe-Cr钢,高温氧化,氧化动力学,氧化铁皮,氧化时间

基金：国家自然科学基金青年基金(51301111);辽宁省自然科学基金(2019-KF-05-04);沈阳市中青年科技创新人才支持计划(RC200387);轧制技术及连轧自动化国家重点实验室开放课题基金(2017RALKFKT007)

为了测定不同氧化时间以及铬含量对高温条件下钢材表面氧化铁皮组织和厚度的影响,将Fe-5Cr钢与Fe-10Cr钢在1000 ℃空气条件下氧化60~180 min,采用增重法绘制其氧化动力学曲线,并利用光学显微镜、能谱仪和X射线衍射仪对氧化铁皮的断面形貌和物相进行研究。结果表明,两试验钢氧化初期为“气-固”反应,中后期为“气相-氧化铁皮-固相”反应。两试验钢氧化铁皮结构均由外氧化层、内氧化层和内氧化区域组成。当氧化时间为180 min时,Fe-10Cr钢检测到了内氧化物Cr2O3。空气中氧元素向内扩散与基体中铬元素发生反应生成内氧化物Cr2O3,再与氧化铁皮层中的FeO发生固相反应生成尖晶石结构产物FeCr2O4。随着氧化时间的增加,由于内氧化物Cr2O3不断受到内氧化层的包裹而转为外氧化,内外氧化的转变使得基体不断被腐蚀,氧化铁皮厚度不断增加。

来源：2021年第7期

《金属热处理》期刊编辑部

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