耐热不锈钢310S的高温氧化性能

  耐热不锈钢310S是高铬高镍奥氏体不锈钢,其不仅具有优良的耐蚀、力学性能,同时也具有优异的高温耐氧化性、抗蠕变性。因此,被广泛应用在各种高温炉、特殊环境的高温部件等。本次工作通过研究310S在空气中的高温氧化试验来评定其高温氧化性能,在分析氧化动力学增重曲线的基础上,研究其氧化膜的形貌、分布、结构,并对其形成机制进行了解释。

  试验样品取自某公司奥氏体耐热不锈钢310S热板,化学成分(质量分数,%):C0.055,Si0.50,Mn1.03,Cr25.52,Ni19.25。样品切割成30mm×15mm×4mm,每个试验点使用3个平行试样,对试样进行研磨,经水砂纸打磨除去表面氧化皮及线切割加工痕迹,然后用乙醇清洗吹干。准备与试样相同数量的坩埚,对坩埚进行编号,用电阻加热炉对其进行烘烤,使坩埚中的残留物质充分挥发,质量恒定。

  将高温氧化的试样直接置于坩埚中,一同放在箱式电阻炉中进行高温氧化。试验气氛为空气,氧化温度分别为800、900、1000℃;每个试样处理时间分别为20、40、60、80、100、120、140h。氧化完成后称重并记录,称重仪器为电子分析天平。高温氧化试验结束后,用X射线衍射仪对氧化产物进行物相分析,用扫描电子显微镜、能谱仪分析氧化膜的表面形貌。结果表明:

 ?。?)耐热不锈钢310S在800、900、1000℃下表现出很好的抗氧化性。各温度下随着时间的延长,均有不同程度氧化增重的趋势,但随着时间延长氧化趋势减缓。同时随着温度的升高,氧化速率增快。

 ?。?)氧化膜由外层致密的尖晶石MnCr2O4、Cr2O3和内层的SiO2组成,随温度升高,MnCr2O4衍射峰增强,生成物增多。3层致密的氧化物使其具有优异的抗高温氧化性能。