研究了300M鋼在700¹200℃高溫下的氧化行為,利用掃描電鏡（SEM）和X射線衍射儀等手段觀察分析了氧化層的表面形貌、微觀組織結構成分,并結合氧化動力學曲線,分析了300M鋼在700¹200℃高溫氧化的氧化機理。研究結果表明,300M鋼在700¹200℃的氧化遵循拋物線規(guī)律。高溫條件下其氧化皮為典型的3層結構,即內氧化層、中間氧化層及外氧化層,中間氧化層又分為多孔層和疏松層。當氧化溫度為1200℃時,Fe O層晶粒內部的合金化元素Si、Cr等快速聚集并形成粗大的氧化物,此時Fe O層完全失去抗氧化作用,氧化速率急劇加快。 

【文章來源】：金屬熱處理. 2020,45(11)北大核心CSCD

【文章頁數】：7 頁

【部分圖文】：

300M鋼的ln KT與1/T的關系曲線

圖1為300M鋼經700、800、900、1000、1100和1200℃處理5 h的氧化動力學曲線�？煽闯觯�300M鋼在不同溫度氧化時，單位面積氧化增量和氧化時間t之間基本呈拋物線關系。由圖1和表2可知，當氧化溫度為700～800℃時，氧化速率慢，氧化增量小。當氧化溫度達到900℃以上時，氧化速率迅速加快，氧化增量明顯增加。當氧化溫度為1000℃的時候，氧化增量也急劇增大。而在1000～1100℃，氧化速率增長相對較為平穩(wěn)，當氧化溫度達到1200℃時，氧化速率再一次急劇加快，呈指數型增長趨勢。可以看出，在氧化初期300M鋼氧化速率較大，隨著時間延長，氧化速率逐漸減小，在相同時間內試樣的氧化增量隨溫度的升高而增大。且在900、1000和1200℃時，氧化增量突然急劇增大，這表明此時的氧化機理發(fā)生了變化。氧化動力學曲線呈現的拋物線規(guī)律表明合金在氧化的不同階段具有不同的特點。氧化初期，氧化膜的形成以O在金屬表面的物理、化學吸附為主，合金表面的晶界、位錯等缺陷處成為氧化物優(yōu)先形核位置，氧化物生長速度快。這是由于此時合金表面尚未形成完整的氧化膜，或者生成的氧化膜比較薄，保護性較差，尚不具備阻擋擴散的作用，氧化速率受界面反應機制控制，屬于氧化膜形成期[10-11]。根據Wagner理論，氧化動力學曲線符合拋物線規(guī)律表明，金屬或合金的氧化速率受正、負離子通過氧化膜的傳輸速度來控制。其拋物線規(guī)律[12-13]可以表示為公式(1):

在不同溫度下氧化不同時間試樣表面氧化皮的宏觀形貌

【參考文獻】：
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本文編號：3216301