本文關(guān)鍵詞：稀土低合金鋼的高溫氧化行為研究

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【摘要】：在加熱過程中，在鋼表面會發(fā)生氧化現(xiàn)象。鋼表面生成的氧化鐵皮、會降低成材率、影響鋼的性能、降低鋼的品質(zhì)，造成巨大的能源浪費以及資源浪費。所以，研究如何減少鋼的氧化具有重要意義。 本文研究以實驗為主，采用增重法對試樣進(jìn)行氧化實驗，對加入鑭鈰混合稀土為0%、0.0095%、0.0134%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的低合金鋼在空氣氣氛下、加熱溫度為950℃、1050℃、1150℃和1250℃的條件下進(jìn)行高溫氧化，氧化時間分別為30min、120min和12h。根據(jù)實驗所得數(shù)據(jù)繪制氧化動力學(xué)曲線，并計算得到試樣鋼的氧化速率常數(shù)和氧化激活能。分析比較低合金鋼的化學(xué)成分、加熱溫度、保溫時間等各個因素對低合金鋼高溫氧化的影響，主要研究稀土含量不同的低合金鋼氧化動力學(xué)規(guī)律，觀察低合金鋼氧化膜表面以及斷面的形貌，并且探討稀土在低合金鋼中高溫氧化時的作用機理，為實際應(yīng)用提供理論依據(jù)。 實驗結(jié)果表明：在空氣的氣氛下，當(dāng)氧化溫度為950℃~1150℃時，低合金鋼氧化動力學(xué)遵循拋物線規(guī)律，氧化膜具有保護(hù)性。稀土的添加提高了低合金鋼的反應(yīng)激活能，降低了氧化速率常數(shù)，提高了低合金鋼抗高溫氧化性能，且稀土含量較高的低合金鋼，抗高溫氧化性能更好。氧化2h后含稀土0.0134%及0.0095%的試樣鋼氧化激活能比稀土含量為0%的提高97%及63%，速率常數(shù)分別降低了48%和20%。在空氣的氣氛下，當(dāng)氧化溫度為1250℃、氧化時間在65min內(nèi)時，低合金鋼氧化動力學(xué)遵循直線規(guī)律，氧化膜不具有保護(hù)作用，反應(yīng)速率受到界面反應(yīng)控制，添加的稀土越多，氧化速率越快，此時稀土的添加不利于提高低合金鋼的抗氧化性；氧化時間超過65min后，低合金鋼氧化動力學(xué)遵循拋物線規(guī)律，氧化膜具有保護(hù)作用的，反應(yīng)速率受擴(kuò)散控制，，添加的稀土越多，其抗氧化性能就越好。在低合金鋼中加入稀土元素能夠明顯的細(xì)化氧化膜的組織晶粒，增加氧化膜與低合金鋼基體之間的接觸面積，增強了氧化膜與低合金鋼基體的粘附性，使氧化鐵皮不易發(fā)生開裂和脫落。并且添加稀土不能改變氧化膜的物相組成。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.1

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本文編號：1147084