Si对Fe-5Cr钢高温氧化行为的影响
Effect of High Temperature Oxidation Behavior of Si in Fe-5Cr Steel
本文以Fe-0.2Si钢、Fe-1Si钢和Fe-2Si钢为实验研究对象,使用高温热重分析仪(TGA)在水蒸气条件下进行氧化动力学实验,测出每个实验钢种的氧化增重量随时间的变化规律,计算出氧化速率常数和激活能,从而比较两个实验钢种的抗氧化性,并对其氧化铁皮的组织结构进行观察分析;采用管式加热炉在空气中进行高温氧化实验,分别研究Si含量和氧化温度对实验钢氧化铁皮组织结构和厚度的影响,并对其氧化铁皮内部组织进行观察与分析,其实验结论如下所示:氧化动力学实验采用Fe-0.2Si钢和Fe-2Si钢为实验研究对象,在水蒸气条件下分别在900℃、1000℃、1100℃、1200℃经过120min的恒温氧化,每个钢种的单位面积氧化增重量均随着温度的升高而增大;在900℃、1000℃和1100℃下Fe-0.2Si钢的单位面积的氧化增重量均大于Fe-2Si钢,而在1200℃下,由于Fe2SiO4相发生液化致使Fe-0.2Si钢的单位面积的氧化增重量小于Fe-2Si钢;计算可知Fe-2Si钢的激活能大于Fe-0.2Si钢,说明Fe-2Si钢的抗氧化性要优于Fe-0.2Si钢;Fe-0.2Si钢和Fe-2Si钢的单位面积氧化增重量与时间的关系遵循由直线关系向抛物线关系转变.采用管式电阻加热炉在空气条件下对三个实验钢种进行60min的高温氧化实验,结果发现同一钢种的氧化铁皮均随着氧化温度的升高而增厚;抗氧化性由强到弱的钢种顺序分别为Fe-2Si钢、Fe-1Si钢、Fe-0.2Si钢;在整个氧化层中,只有在临近钢基体处存在Si元素和Cr元素的富集,其他区域主要为铁的氧化物;三个钢种的氧化铁皮均出现了一定的内氧化现象,内氧化层主要由Fe、SiO2、Cr2O3组成,以SiO2和Cr2O3弥散分布在表层钢基体中的形式存在,且随着Si含量的升高,内氧化层的颗粒尺寸变大.
- 作者：
- 刘晓凤
- 学位授予单位：
- 沈阳大学
- 专业名称：
- 材料科学与工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2018年
- 导师姓名：
- 王建明；孙彬
- 中图分类号：
- TG142.1
- 关键词：
- Si元素；氧化铁皮；高温氧化；结构
- Si element; iron oxide; high temperature oxidation; structure;