304奥氏体不锈钢高温氧化行为研究
304奥氏体不锈钢热处理工艺实验研究
304奥氏体不锈钢热处理工艺实验研究一、研究背景304奥氏体不锈钢是一种具有良好的耐腐蚀性和加工性能的不锈钢材料，被广泛应用于化工、食品加工、建筑等领域。
而其热处理工艺对于其性能的提升至关重要。
本次实验旨在探究304奥氏体不锈钢的热处理工艺，以期为工程实践提供参考。
二、实验目的1. 确定304奥氏体不锈钢的适宜热处理工艺参数；2. 研究不同热处理工艺对304奥氏体不锈钢组织和性能的影响；3. 探讨热处理工艺对304奥氏体不锈钢耐蚀性、机械性能的影响。
三、实验步骤1. 样品的制备：采用拉伸、切割等方法制备304奥氏体不锈钢试样；2. 预处理：对试样进行表面处理，保证试样表面清洁；3. 热处理工艺参数的确定：确定热处理的温度、时间等参数；4. 热处理实验：按照确定的参数进行热处理实验；5. 试验数据的采集和分析：对热处理后的试样进行组织和性能测试，并对实验数据进行统计和分析；6. 结果的总结和分析：总结实验结果并得出结论。
四、实验结果经过一系列的实验操作和数据分析，得到如下实验结果：1. 确定了304奥氏体不锈钢的适宜热处理工艺参数：XX℃下保温XX小时；2. 研究发现，不同热处理工艺对304奥氏体不锈钢的组织和性能有显著影响：在XX条件下，试样的XX性能得到了提升；3. 探讨了热处理工艺对304奥氏体不锈钢耐蚀性、机械性能的影响：在XX条件下，试样的XX性能最优。
五、实验总结304奥氏体不锈钢的热处理工艺实验为我们提供了重要的实验数据和结论。
通过该实验，我们不仅确定了适宜的热处理工艺参数，还深入了解了不同工艺条件下材料性能的变化。
这对于我们在工程实践中选择合适的材料和工艺具有重要的指导意义。
六、个人观点与理解经过本次实验的研究，我对304奥氏体不锈钢的热处理工艺有了更深入的了解。
热处理工艺对材料性能的影响是一个复杂而又重要的问题，需要深入的研究和探讨。
在未来的工程实践中，我会更加注重材料的热处理工艺，以确保材料具有更好的性能和可靠性。
TP304H奥氏体不锈钢锅炉管长期高温运行后的组织变化分析和研究_胡平
TP304H奥氏体不锈钢锅炉管长期高温运行后的组织变化分析和研究胡平1,王志武2,李正刚2(11广东电网公司电力科学研究院,广东广州510080;21武汉大学,湖北武汉430072)摘要:对TP304H钢管在电厂长期高温运行后的组织变化和析出相进行了研究和分析,所得结果表明在长期高温、高压的运行过程中,T P304H钢管组织特征发生明显变化,析出相增加,主要是M23C6型碳化物和R相,并随着析出物的增加,奥氏体耐热钢的机械性能下降,直至被破坏。
为此,指出高温是影响析出相形成的主要因素。
关键词:TP304H奥氏体不锈钢;析出相;M23C6型碳化物;R相;组织变化中图分类号:TG142125文献标志码:A文章编号:1007-290X(2010)05-0016-04Analysis and Study on M icrostructure Variati on of TP304H Austenitic Stai nless Steel Boiler Tube after Long-ter m H igh T e mperature U si ngHU P i ng1,W A NG Z h-i w u2,L I Z heng-gang2(11E l ec tric P ow e r T est&R esearch Inst1o f G uangdong Pow er G r i d Co rp1,G uang zhou,G uangdo ng510080,Ch i na;21W uhan U n i v1,W uhan,H ube i430072,C hi na)Abstrac t:M i cro structure var i a ti on and precipita t e phase o f T P304H steel tube after l ong-ter m h i gh tem pe ra t ure usi ng i n pow er plant w as i nve sti g ated1T he resu lts s how ed tha t dur i ng long-ter m h i g h tem pera t ure/pressure opera ti on,T P304H stee l tube under w entno tab l e m icro structure va riati on;the carb i de M23C6and R phase separated o u;t w it h t he i ncrease o f prec i pit a te,t he m echan i ca lperfo r m ance o f austen iti c hea-t resistant steel de t e ri o rated un til being destructed1It is ind i ca t ed tha t h i gh tem pe ra t ure is t he m ajo r fac t o r fo r precipita t e pha s e to fo r m1K ey word s:T P304H austen iti c sta i n l e ss stee;l prec i p itate phase;M23C6carbide;R phase;m i cro structure va riati on火电机组特别是超临界或超超临界火电机组锅炉的过热器与再热器管是工作环境最为恶劣的高温承压部件,内壁承受高温、高压水蒸气氧化,外壁承受高温烟气的腐蚀和煤粉颗粒的冲蚀,在长期高温运行中,管材出现组织变化、材质老化、蠕变、水蒸气氧化、腐蚀、磨损等问题,直接影响管子的使用寿命,特别是在超温状况下,上述问题将更为严重。
奥氏体304不锈钢力学性能与本构行为研究
奥氏体304不锈钢力学性能与本构行为研究奥氏体304不锈钢力学性能与本构行为研究引言奥氏体304不锈钢作为一种常用的金属材料，在工业生产中起着重要的作用。
然而，为了更好地了解其力学性能和本构行为，对其进行深入研究是非常必要的。
本文旨在探讨奥氏体304不锈钢的力学性能与本构行为，以期为相关工程应用提供参考。
一、奥氏体304不锈钢概述奥氏体304不锈钢是一种常见的不锈钢材料，主要由铁、铬、镍等组成。
具有优良的耐腐蚀性、耐高温性和机械性能，被广泛应用于航空、航天、汽车、化工等领域。
二、奥氏体304不锈钢的力学性能研究1. 强度性能奥氏体304不锈钢的抗拉强度、屈服强度和断裂强度是评价其力学性能的重要指标。
通过实验测定，可以得到不同工况下奥氏体304不锈钢的强度参数，并分析其变化规律。
同时，还可研究材料受到不同载荷条件下的变形行为。
2. 延展性能奥氏体304不锈钢的延展性能是指材料在拉伸过程中的变形能力。
通过实验测定材料在不同应变速率下的延伸行为，可以了解其塑性变形特性。
同时，延展性能还与材料表面的晶界、氧化膜等因素有关，可以通过表面处理等方法进行改善。
3. 硬度性能奥氏体304不锈钢的硬度是指其抵抗外力作用而发生塑性变形的能力。
通过硬度测试可以了解材料的材质变化和内部结构特征。
不同的冷处理方法对奥氏体304不锈钢的硬度有显著影响，可通过优化工艺来提高其硬度。
三、奥氏体304不锈钢的本构行为研究1. 本构模型奥氏体304不锈钢的力学性能与本构行为可以通过建立适当的本构模型来进行分析。
常见的本构模型包括线性弹性模型、塑性本构模型、本构方程等。
通过分析材料的应力-应变曲线，可以选择合适的本构模型，以更好地描述材料在不同载荷下的力学行为。
2. 应力松弛行为奥氏体304不锈钢在受到恒定外力作用后，应力会逐渐变小的现象称为应力松弛。
应力松弛行为与材料的晶体结构、温度、应变速率等因素有关。
通过对奥氏体304不锈钢的应力松弛行为进行研究，可以掌握材料的力学性能，并为实际应用提供指导。
304不锈钢在高温环烷酸介质中的腐蚀行为
含量的增加能提高不锈钢抗环烷酸腐蚀能力
［ ６］
。吴
欣强等对碳钢进行 高 温 环 烷 酸 冲 刷 腐 蚀 研 究 ， 认为 温度较低时则由 温度较高时腐蚀由 表 面 吸 附 控 制 ，
７］ 。但 由 于 原 油 品 种 多 样， 影响因素 表面活化控 制 ［ ８］ ， 较多 ［ 腐蚀规律复杂， 目 前 为 止， 还未系统全面地
ｖ＝
２ ； ； 差， Ｓ 为 试 样 的 表 面 积， ｍｍ ｔ 为 腐 蚀 时 间， ｈ； ｇ ３ ／ 。 ７． ８ｇ ｃ ｍ ρ 为试件材料的密度 ，
认识和掌握环烷酸 腐 蚀 规 律 和 机 理 ， 难以满足现阶 有必要对其进行深入研究 。 段的实际需要 。 因此 ， 中国石化沧州分公司近年来高酸原油加工比例 增大 ， 常减压装置 常 用 材 质 ３ ０ ４不锈钢在高温环烷 酸环境下腐蚀严 重 ， 是 安 全 生 产 的 隐 患。 为 了 能 科 本工作采用高温高 学合理选材及安排 检 修 与 维 护 ， 压反应釜模拟现场 工 况 条 件 ， 通过调节试验温度和 流速 ， 研究了 ３ ０ ４不 锈 钢 在 高 温 环 烷 酸 介 质 中 的 腐 为安全生产提供科学依据 。 蚀行为与规律 ，
第３ ４卷 第１ １期 ２ ０ １ ３年１ １月
腐蚀与防护
Ｃ Ｏ Ｒ Ｒ Ｏ Ｓ Ｉ ＯＮ ＆Ｐ Ｒ Ｏ Ｔ Ｅ Ｃ Ｔ Ｉ ＯＮ
ｏ ． １ １ Ｖ ｏ ｌ ． ３ ４ Ｎ Ｎ ｏ ｖ ｅ ｍ ｂ ｅ ｒ ２ ０ １ ３
３ ０ ４ 不锈钢在高温环烷酸介质中的腐蚀行为
于洪淼１ ， 刘 峰１ ， 杨 骁２ ， 刘全新２ ， 史艳华１ ， 梁 平１
２ 结果与讨论
１ １ ２ ２ １ １ ， ， ， ， ＹＵ Ｈ ｏ ｎ ｉ ａ ｏ Ｌ Ｉ Ｕ Ｆ ｅ ｎ ＹＡＮＧ Ｘ ｉ ａ ｏ Ｌ Ｉ Ｕ Ｑ ｕ ａ ｎ ｘ ｉ ｎ Ｓ Ｈ Ｉ Ｙ ａ ｎ ｈ ｕ ａ Ｌ Ｉ ＡＮＧ Ｐ ｉ ｎ －ｍ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ － － ｇ ｇ， ｇ
奥氏体不锈钢s30408适用温度
奥氏体不锈钢Sxxx适用温度一、概述奥氏体不锈钢Sxxx作为一种常用的不锈钢材料，在工业生产和日常生活中应用广泛。
它的适用温度是一个重要的参数，直接关系到其在不同环境下的性能表现。
本文将从深度和广度上全面评估奥氏体不锈钢Sxxx的适用温度，并结合个人观点和理解，撰写一篇有价值的文章。
二、奥氏体不锈钢Sxxx概述奥氏体不锈钢Sxxx，又称为304不锈钢，是一种常见的具有优良耐腐蚀性能和成型性的不锈钢材料。
其主要化学成分为：C ≤ 0.08，Si ≤ 1.00，Mn ≤ 2.00，Cr 18.00-20.00，Ni 8.00-10.50，S ≤ 0.03，P ≤ 0.035。
由于其具有优越的耐腐蚀性能和机械性能，因此被广泛应用于化工、石油、食品加工等领域。
三、奥氏体不锈钢Sxxx的适用温度探讨1. 常温下的适用性奥氏体不锈钢Sxxx在常温下具有良好的加工性能和耐腐蚀性，常被用于制作各种化工设备、食品加工设备等。
其低温强度较高，具有较好的冷弯成形性能。
2. 高温下的适用性奥氏体不锈钢Sxxx在高温下的适用性也值得关注。
一般来说，其在长期高温下会出现晶间腐蚀敏感性，因此不宜在800℃以上长时间工作。
但是，在高温氧化性环境下，304不锈钢又表现出较好的抗氧化性能，因此适用于高温氧化性环境下的使用。
3. 总结回顾综合来看，奥氏体不锈钢Sxxx在常温下具有良好的加工性能和耐腐蚀性，适用于大多数一般工业领域。
而在高温下，尤其是在长时间高温下，则需要考虑其晶间腐蚀敏感性的问题。
在实际应用中，需根据具体工作温度和环境选择合适的不锈钢材料。
四、个人观点和理解奥氏体不锈钢Sxxx作为一种常用的不锈钢材料，在不同温度下的适用性表现较为复杂。
我认为，对于工程师和设计人员来说，需要充分了解材料的性能特点，结合具体的工作环境和温度条件，做出合理的材料选择。
加强对材料在不同温度下性能的研究和评估，可以为材料的合理应用提供重要参考。
奥氏体不锈钢超高温氧化失效机理研究
2009年 3月郑州大学学报(工学版)Mar 1 2009第30卷 第1期Journal of Zhengzhou University (Engineering Science )Vol 130 No 11 收稿日期:2008-09-15;修订日期:2008-10-30 基金项目:教育部全国优秀博士学位论文作者专项资金资助项目(200233);武汉钢铁公司科研计划资助项目. 作者简介:黄亚敏(1983-),女,湖北武汉人,硕博连读研究生,主要从事材料显微组织与性能关系研究.通讯联系人:潘春旭,E -mail:cxpan@whu .edu .cn 文章编号:1671-6833(2009)01-0053-04奥氏体不锈钢超高温氧化失效机理研究黄亚敏1,吴佑明2,潘春旭1(1.武汉大学物理科学与技术学院,湖北武汉430072;2.武汉钢铁公司金属结构公司,湖北武汉430081)摘 要:利用电子显微镜和能谱等现代分析仪器,系统研究了Y US701型高Cr -N i 奥氏体不锈钢在1200℃超高温腐蚀介质环境下长期服役过程中的氧化腐蚀特征及失效机理.研究结果表明:不锈钢表面氧化膜具有多膜层结构,氧化环境及基体-氧化层界面处的元素分布和扩散对氧化膜的结构与性能有重要影响;氧化膜的失效行为主要表现为氧化层中裂纹的产生和不致密氧化层的剥落.关键词:奥氏体不锈钢;超高温;氧化膜;失效机理中图分类号:TG 172.82 文献标识码:A0 引言合金Fe -Cr -N i 奥氏体不锈钢长期服役于冶金、化工、电力和航天等运行条件苛刻的环境中,长期以来对奥氏体不锈钢在不同高温氧化介质中氧化膜的生长行为[1-5]以及氧化膜失效分析[6-8]方面的研究受到国内外很大的重视.一般认为,不锈钢表面形成的氧化膜主要成分为Cr 2O 3,这种氧化反应具有选择性特征,消耗不锈钢基体表面Cr 元素,并使基体内部Cr 元素不断向表面扩散.随着氧化反应持续进行,氧化膜的生长符合抛物线规律[9],并主要受温度的影响;同时为了保证氧化膜的稳定形成,氧化膜—基体界面处的Cr 元素含量的质量分数不能低于13±1%[10].研究发现,当氧化温度逐渐升高,Cr 2O 3氧化膜变得不稳定开始分解,使得基体内部Fe 、N i 等其它金属离子向氧化膜层扩散,并引起氧化膜出现裂纹并产生剥落现象.发生氧化膜剥落的基体表面重新暴露于腐蚀介质环境中,将再次生成Cr 2O 3氧化保护膜,Cr 元素对氧化膜再修复及防止不锈钢氧化失效起到了重要作用[11-12].H.E .Evance 等人[13]提出,氧化膜的失效属于化学失效,即发生失稳氧化现象.在超高温下(>1100℃),因氧化膜—基体界面处Cr 含量低于氧化平衡时所需含量而导致内部化学失效.在一般高温下(600～950℃),主要是由于基体表面局部氧化膜脱落产生的损伤进而引起的机械化学失效.到目前为止,有关氧化膜失效的研究大多集中在950℃以下,很少有报道实际超高温下氧化膜的失效研究.奥氏体不锈钢ROF 内罩是一种热处理保护设备,需要长期在650～1200℃的高温和H 2+N 2气氛中运行,要求具有相当高的高温持久强度和耐腐蚀、抗氧化能力.因此选用的材料必须具有很高的抗高温氧化性能.作者通过对ROF 内罩外壁表面氧化皮的显微结构和化学成分观测,深入分析了高温氧化膜的形成及其脱落机理.1 实验材料与方法实验样品直接从已服役141个周期(约8年)失效报废的ROF 内罩上取样,材料为Y US701(25Cr -13N i -2Si -0.8Mo -0.25N )型奥氏体不锈钢,化学成分及力学性能见表1.ROF 内罩的服役条件:650℃保温17h,1200℃保温27h,运行周期为150h,内罩外部处于以煤气为燃烧介质的炉膛,内罩内保护气为H 2∶N 2=3∶1;罩内气体压力250kPa,罩外压力25kPa,内罩裙部插入炉台的白硅砂内密封.扫描电镜(SE M )样品制备及观察:在ROF 内罩外壁截取原始块状试样,观察沿氧化皮至合金基体方向的纵截面.观察在日立S2570型扫描电镜(SE M )上进行,加速电压为20k V.微区化学成54 郑州大学学报(工学版)2009年表1 材料化学成分及力学性能Tab .1 Chem i ca l co m positi on s of the ma ter i a ls牌号化学成分的质量分数/%C Si Mn P S N iCr Mo N σb /MPa Y US7010.1162.4632.1650.0320.02613.6024.200.8560.250≥690分测量在Phili p s 公司E DAXP V 9100/70能谱仪(EDS )上进行.2 实验结果与讨论在实际应用中,奥氏体不锈钢ROF 内罩的失效报废的原因主要是由于材料的脆化和强度的降低所导致变形等.从外观上看,表面的氧化程度并不十分严重,但是材料的厚度会有明显的减薄现象.图1(a )为奥氏体不锈钢ROF 内罩外壁与煤气燃烧介质接触表面的氧化腐蚀层的SE M 形貌特征.宏观上看,表面有一个已经失效即将脱落的氧化层,接下来为一个约1mm 以上的分布有大量氧化腐蚀坑的过渡层,腐蚀坑随距表面越远数量减少.在高倍下观察(图1(b )),氧化膜具有明显的多膜层结构,即:最外面为疏松的,即将剥落的氧化失效层;与基体表面相连的是一个颗粒过渡层;特别要注意的是,在疏松氧化皮与颗粒层之间有一个相对致密的,宽度只有几微米的“夹层”.氧化膜下面是一个有大量腐蚀坑的基体,其中在奥氏体晶界上的腐蚀坑要大一些,并且有析出物析出和沿晶开裂的特征.图1 氧化膜层结构SE M 形貌图F i g .1 SE M m orphology of the f il m l ayersi n the ox i da ti on sca le EDS 化学成分测量显示(图2,表2),外层疏松的氧化皮除含Cr 元素外,还含有大量的Fe 和N i 元素.而紧接着的“夹层”中几乎没有Fe 和N i 元素(其中的Si 可能来自于颗粒成分),说明它是一个纯的Cr 2O 3氧化物层;过渡层中的小颗粒主要含Si 和O 元素,表明其为Si O 2颗粒.另外,基体中晶界上的析出物含有将近各占50%的Cr 和Fe 元素,N i 含量很低,它可能是σ(CrFe )相.图2 氧化皮各膜层元素分布图F i g .2 The ele m en t d istr i buti on character isti csi n the ox i da ti on sca le表2 氧化皮各膜层化学成分质量分数Tab .2 The che m i ca l co m positi on i n the sca leaccord i n g to the F i g .2%膜层O Si Cr Fe N i 基体D —1.3720.5764.0114.06颗粒过渡层B 42.6753.03—1.752.49致密“夹层”A 40.406.9750.572.06—外表疏松层C33.490.5525.9622.4917.51 一般认为,高温下生成保护膜的氧化反应与合金元素与氧元素的亲和力有关.图3是金属氧势图,表示了不同温度下金属元素发生氧化所需的氧压[14].可以看出Si 较Cr 更易与O 结合形成氧化物.作者所用的Y US701型奥氏体不锈钢材料,其在材料设计时加入了较多的Si (>2%),也是为了提高其抗高温氧化性能的目的.其基本的原理是:首先在材料表面形成一层Si O 2氧化层,然后再生成Cr 2O 3氧化层,这种紧密的双层膜能有效地起到将金属与气体基体表面生介质隔离的阻挡层作用,从而起到抗高温氧化的作用.在高温长期服役过程中,氧化膜的进一步长 第1期黄亚敏等 奥氏体不锈钢超高温氧化失效机理研究55 大需要反应物质经由氧化膜扩散传质来实现,主要是基体表面的Cr 离子通过膜层向外扩散,在膜的表面被氧化,膜的生长区域在膜的表面,而外界氧离子由于在膜层中扩散系数较小很难向金属内部扩散,氧化膜的电子-离子机理示意图(图4).氧化膜—基体界面处的元素分布及扩散对氧化膜的结构与性能有直接影响,晶界作为缺陷区域,为离子向外扩散提供了有利途径.在图2中测到氧化皮中含有一定量的Fe 和N i 元素,这是由于在长期超高温作用下,金属内部的铁、镍离子也将向外扩散,在致密的Cr 2O 3外层再形成一层以Cr 2O 3为主并含有Fe 、N i 的氧化物或其混合氧化物的厚膜层,即多膜层结构. 与一般的950℃高温服役相比,本实验中的1200℃超高温服役条件,对奥氏体不锈钢的氧化腐蚀程度和晶粒长大有更明显的作用.由于ROF 内罩在实际运行过程中,每个周期中的不同时间的温度是不断变化的.由于氧化膜内部是双膜层结构,在冷热变化时,具有较低线性热膨胀系数的Si O 2层(a ～0.5×10-6K -1)与Cr 2O 3层(a～8.5×10-6K -1)和基体表面(a ～17.8×10-6K -1)[10]之间更易集中大量热能和压缩应力.在压应力作用下,膜与基体局部发生非接触区域,氧化膜产生塑性变形,起皱形成空泡进而开裂导致氧化膜剥落.同时可以发现,氧化剥离还将穿透Si O 2层在Si O 2层—Cr 2O 3层界面处形成.但由于Si O 2层相对于Cr 2O 3层与基体的热膨胀系数差更大,所以剥离裂纹主要发生在基体—Si O 2层界面处.温度越高,界面处差异越大,氧化膜受损剥落也越严重,基体表面将形成较大的氧化腐蚀坑.这种循环的温度变化,导致氧化皮的不断脱落,最后造成材料厚度的不断减少.失去氧化膜保护的基体表面再次暴露于氧化环境中,抗氧化性下降,使得基体中的Fe 、N i 离子快速向外扩散,在基体表面和新修复的Cr 2O 3氧化层中形成Fe 、N i 的氧化物.如表2所示,氧化膜层尤其是外表疏松层中,Fe 、N i 元素含量迅速升高,其含量与Cr 元素含量几乎相当,说明氧化膜外层中含有大量的脆性氧化物.随着Cr 2O 3外层不断增厚产生一定应力,不同氧化物具有pB 值不同,在应力作用下膜层内将产生剥离裂纹导致外层氧化膜疏松剥落.这种剥离腐蚀易在Cr 2O 3层中Cr 含量少的地方优先发生,如图1(b )中箭头所指沿晶裂纹处,此处Cr 2O 3氧化层不致密,Fe 、N i 离子更容易聚集形成氧化物.氧化膜在超高温下虽呈剥离腐蚀特征,但其内部双层膜仍较致密,具有较好的热稳定性.氧化膜的这种优异热保护作用,使基体材料具有良好的高温持久抗氧化性能.同时由于Y US701型奥氏体不锈钢基体,其原始晶粒细小,组织均匀,因而经氧化后长大的晶粒组织并没有发生异常粗化的现象,如图1(a )所示.均匀分布的基体组织使得其内部金属元素向外扩散,在基体表面形成氧化膜时也较均匀,从而增强氧化膜的致密性.基体失效形式主要为沿晶腐蚀,这是由于不锈钢基体原始组织为奥氏体基体上分布有残余δ铁素体,在高温作用下δ铁素体将完全转化为s (FeCr )相[15],析出的s (FeCr )脆性相分布在晶界上并导致大量沿晶裂纹的形成.沿晶裂纹等缺陷为金属离子向外扩散提供更多途径,加剧了氧化膜的腐蚀失效速度,当金属离子逐渐向外扩散时,将在基体表面附近留下大量腐蚀气坑,降低其脆性和强度.不断加深的氧化反应消耗掉了基体内部大量Cr 元素,当Cr 含量值低于一定氧化平衡值时,氧化膜无法再形成和修复,材料将失去高温抗氧化性和高温耐腐蚀性.3 结论(1)奥氏体不锈钢基体表面形成的氧化膜具56 郑州大学学报(工学版)2009年有多膜层结构,氧化环境及氧化膜—基体界面处的元素分布和扩散对氧化膜的结构与性能有直接影响.(2)与950℃以下的常规高温服役相比,高合金Fe-Cr-N i奥氏体不锈钢在1200℃超高温运行中的氧化腐蚀程度加剧,呈严重剥离状腐蚀;氧化膜的失效行为主要表现为氧化层中裂纹的产生和不致密氧化层的脱落.参考文献:[1] PRAG NE LL W M,E VANS H E.Chr om iu m dep leti onat2-di m ensi onal features during the selective oxida2ti on of a20Cr-25N i austenitic steel[J].Oxidati on ofM etal,2006,66:209-230.[2] NORL I N G R,NY LUND A.The influence of te mpera2ture on oxide-scale f or mati on during er osi on-corr o2si o[J].Oxidati on of Metal,2005,63:87-111. 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304奥氏体不锈钢热处理工艺实验研究
304奥氏体不锈钢热处理工艺实验研究摘要：文章以304奥氏体不锈钢为研究对象，结合实验研究，通过对多种不同热处理工艺对奥氏体不锈钢复合板抗腐蚀性的影响分析，总结出了不同热处理制度下复合板的晶间腐蚀性能变化，可为制定适用于复合板的热处理工艺提供理论指导。
关键词：304不锈钢；硬度；塑形；抗腐蚀性；热处理不锈钢是一种特殊的材科，兼有功能材料和结构材料两者的特征。
奥氏体不锈钢是不锈钢中重要的钢类，在多种腐蚀介质中具有优良的耐蚀性，并且综合力学性能良好，同时工艺性能和可焊性优良，其复合板是以不锈钢为复层，碳钢为基层，通过爆炸焊接结合，既保持不锈钢优异的耐蚀性，又利用碳钢的承载荷能力，因而被广泛应用。
但需要注意的是，这类爆炸复合板在爆炸复合后会出现强度、硬度变高，塑性减小等现象，严重制约复合板的塑性，抗腐蚀性，不利于随后的矫直以及使用。
现有实践研究表明，通过热处理能够消除爆炸复合后的内应力，从而有效上述存在解决。
那么，为满足后续加工和使用的要求，合理选择热处理工艺就显得十分关键了。
为探寻一种科学合理的热处理工艺，使得爆炸复合后的复合板能够恢复良好的塑形，表现出优良的耐蚀性，保证复合板的后续加工性能及使用，文章做此实验研究，现介绍如下。
1 实验方法1.1 实验材料实验所用不锈钢为304，化学成分如表1所示。
所用钢板为优质碳素钢ASTMAGr70，化学成分如表2所示。
1.2 实验设备及方法试验采用不同热处理工艺对材料进行热处理，如表3所示。
利用OLYMPUSBX60光学显微镜观察试样微观组织形貌。
采用MODEL55100型电子万能试验机进行晶间腐蚀试验。
2 结果与分析2.1 原材料检验结果通过对不锈钢原材料进行微观检验，可以看出，组织为典型的奥氏体等轴晶组织，晶粒大小较均匀，无金属夹杂、第二相等缺陷存在。
从原材料的晶间腐蚀结果来看，满足ASTMA262E法的要求，试样无腐蚀倾向。
2.2 热处理后试样结果采用热处理工艺对304不锈钢复合板进行热处理，并按照奥氏体钢晶间腐蚀试验标准ASTMA262E法检验，从试验结果可以看出，除工艺4以外，其余工艺条件下，腐蚀试样表面均出现缺陷：“起皮”或断裂。
304奥氏体不锈钢高温氧化行为研究
2007年第4期宝 钢 技 术304奥氏体不锈钢高温氧化行为研究彭建国1,骆素珍1,袁 敏2(1.宝钢研究院,上海 201900;2.不锈钢分公司,上海 200431) 摘要:针对304热轧卷高温氧化缺陷问题,通过SE M,EP MA,XRD,E DS和XPS分析了304热轧卷氧化皮的成分和结构,研究了304的氧化行为,探讨了大生产过程中卷取温度对304氧化行为的影响。
研究表明304奥氏体不锈钢热轧卷的氧化皮结构比较致密,主要成分为铁铬尖晶石(Fe3-y CryO4)。
304的抗氧化性较强,温度低于900℃时,氧化极为缓慢;温度高于900℃后,氧化稳步增加。
适当降低卷取温度,有利于304氧化皮的去除。
关键词:奥氏体不锈钢;氧化皮;氧化行为;温度中图分类号:TG142.71 文献标识码:B 文章编号:1008-0716(2007)04-0029-04Research on O x i da ti on Behav i or of304Austen iti c St a i n lessSteel a t H i gh Tem pera turePeng J ianguo1,L uo Suzhen1,Yuan M in2(1.Baosteel Research I n stitute,Shangha i201900,Ch i n a;2.St a i n less Steel Branch,Shangha i200431,Ch i n a) Abstract:On the basis of oxidati on default of304hot2r olled stri p at high te mperature,the component and struc2 ture of oxide scale of304hot2r olled steel stri p were analyzed with SE M,EP MA,XRD,E DS and XPS.The oxidati on behavi or of304was studied.The influence of coiling te mperature on oxidati on behavi or of304stainless steel was in2 vestigated.The results show that the oxide scale of304austenitic stainless steel is denser and its main component isferr ochr ome(Fe3-y CryO4).The304’s oxidati on resistance is rather str ong.W hen te mperature is l ower than900℃,the oxidati on is very sl ow.However,when the te mperature is higher than900℃,the oxidati on rate increases steadily. The oxide scale of304hot2r olled stri p will be easy t o remove when the coiling te mperature decreases p r operly.Keywords:austenitic stainless steel;oxide scale;oxidati on behavi or;te mperature0 前言奥氏体不锈钢是指含有适量镍、铬含量大于12%,晶体结构呈面心立方的铁基合金[1]。
304奥氏体不锈钢的热处理工艺研究
304奥氏体不锈钢的热处理工艺研究下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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304不锈钢热处理工艺研究
尹 文艳
（兰州资源环境职业技术学 院 冶金工程 系 ，甘肃 兰州 ７３００００）
摘 要 ：借 助洛 氏硬度 计 和金 相显微 镜 分别研 究 了 ３０４不锈 钢 中固溶处理 和敏 化 处 理 热
处理 工 艺。试 验表 明 ３０ ４ 奥 氏体 不锈钢 加 热至 １０００℃后 并 保 温 ３０ｍｉｎ，经 水 冷后 试 样 能
文献 标识 码 ：Ａ
３０ ４ 奥 氏体不 锈 钢是一 种 用途较 为 广泛 的不锈 钢 ，它具有 良好的耐腐蚀性、耐热性 、机械性能等优 异特 性 ，被 广 泛应 用 在 实 际生 产 和 生 活 中。根 据 不 同 的生产 工艺 需求 ，奥 氏体不 锈 钢 的热 处 理 方 式 主 要包 括 消除应 力处Байду номын сангаас理 、固溶处 理 和敏 化 处 理 三 种 方 式 。但试 样 在热处 理 工艺 加热 和制备 过 程 中易产 生 滑移 、晶间腐蚀 、应 力 腐 蚀 和 扰 乱 金 属层 等现 象 ，影 响正 常 的金 相组 织 分 析 和 检 验 。因 此 ，需 要 对 奥 氏 体不 锈钢 的 固溶 处 理 、敏 化 处理 等 热 处 理 方 式 进 行 具体 研究 ，解 决热处 理 工艺 常见 问题 ，其 热处理 工 艺 研究对奥 氏体不锈钢热处理工艺奠定理论基础和生 产指导意义【卜 。
［７］ 田 华．３０４不锈 钢渗铬 固溶 渗氮 复合 处理 工艺研 究 ［Ｊ］．热处 理技 术与装备 ，２００６，２７（４）：２９—３２．
· ２０ ·
兰 州 石 化 职 业 技 术 学 院 学 报
２０ｌ６阜
金属材料 与冶金工程 ，２０１３，４１（２）：３９—４１． ［３］ 史勤 益．３０４奥氏体不 锈钢 的热处 理工 艺研究 ［Ｊ］．科
304奥氏体不锈钢热处理工艺实验研究
304奥氏体不锈钢热处理工艺实验研究304不锈钢是一种常用的不锈钢材料，具有良好的耐腐蚀性和高温强度，广泛应用于航空航天、能源、化工、食品加工等工业领域。
在工程应用中，为了获得良好的性能和组织结构，通常需要对不锈钢进行热处理。
热处理是指将材料加热至一定温度区间内，并在适当的条件下保温一段时间后，通过一系列冷却措施，使材料的结构和性能发生改变的工艺过程。
304不锈钢主要由奥氏体和铁素体组成，其中奥氏体是稳定的组织形态，具有良好的塑性和强度，而铁素体则是不稳定的组织形态，具有高硬度和脆性。
在研究中，通过对304不锈钢进行不同的热处理工艺，可以改变其组织结构和性能，从而获得满足工程应用要求的材料。
一种常用的热处理工艺是固溶处理。
固溶处理是将304不锈钢加热至800~1000℃的温度区间内，使奥氏体中的铁素体完全溶解，然后在冷却过程中迅速冷却，从而得到高强度和高塑性的奥氏体。
在固溶处理过程中，加热温度的选择是十分关键的。
过低的温度无法完全溶解铁素体，从而影响材料的性能；而过高的温度会导致奥氏体的粗化，降低材料的强度和耐腐蚀性。
此外，还可以进行还原退火处理。
还原退火是将304不锈钢加热至800~1000℃的温度区间内，使奥氏体中的过渡金属元素（如铬、镍）还原成金属氧化物，从而提高不锈钢的耐腐蚀性能。
在实验研究中，可以通过金相显微镜观察样品的显微组织形貌，通过硬度测试仪测试样品的硬度，以及通过拉伸试验仪测试样品的引伸力和断裂强度等参数，评估不同热处理工艺对304不锈钢性能的影响。
在研究中，发现固溶处理后的304不锈钢具有较高的塑性和强度，适用于强度要求较高的工程应用。
而还原退火处理后的304不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，适用于耐腐蚀要求较高的工程应用。
总之，304不锈钢的热处理工艺对于获得满足不同工程应用要求的材料至关重要。
通过合理选择热处理工艺和优化工艺参数，可以改善304不锈钢的性能，并提高其在工程领域的应用价值。
TP347H和TP304H钢高温氧化行为的研究的开题报告
TP347H和TP304H钢高温氧化行为的研究的开题报告标题：TP347H和TP304H钢高温氧化行为的研究研究背景和意义：高温氧化是钢材在高温环境下的一个重要腐蚀问题，它对钢材的机械性能、耐腐蚀性能和安全性能都有着非常大的影响。
在航空航天、汽车和能源等领域中，钢材在高温环境下的性能必须得到保证。
因此，研究钢材在高温氧化过程中的行为，对于改进钢材的高温性能具有重要的意义和价值。
研究对象：本次研究的对象为TP347H和TP304H钢，这两种钢材广泛存在于高温环境下的各个领域。
TP347H钢是一种高合金不锈钢，其主要成分为Cr、Ni和Mo，具有优良的耐腐蚀和高温性能；TP304H钢是一种常见的不锈钢，其主要成分为Cr和Ni，具有较好的耐腐蚀性能和高温稳定性。
因此，研究这两种钢材在高温氧化过程中的行为，可以为进一步改进这些钢材的高温性能提供重要依据。
研究内容：本次研究将探究TP347H和TP304H钢在不同温度、不同氧分压下的高温氧化行为。
具体而言，将采用重量增量法、SEM、EDS等测试手段，研究钢材在高温氧化过程中的氧化膜形态、厚度、成分和结构等方面的变化。
通过实验数据的分析和比较，研究不同温度、不同氧分压下，TP347H和TP304H钢的抗氧化性能和氧化过程的机理。
研究意义：针对TP347H和TP304H钢的高温氧化行为进行深入研究，可以为优化钢材的高温性能提供理论支持和实验基础。
通过研究钢材在高温氧化过程中的行为和机理，可以为制定合理的高温使用限制条件和优化高温防护措施提供依据。
此外，研究结果还可以为改进金属氧化膜的性能提供新的思路，提高氧化膜的抗腐蚀性能。
304升温过程发生的变化_解释说明以及概述
304升温过程发生的变化解释说明以及概述1. 引言1.1 概述本篇文章将探讨304不锈钢在升温过程中发生的变化，并解释说明这些变化的原因。
我们将研究温度上升过程中物质性质、动力学和热效应的变化，并提供常见问题及解决方法。
通过这篇文章，读者将了解到304不锈钢在升温过程中的重要变化和相关机制。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分：引言、温度上升过程发生的变化、解释说明温度上升过程中的变化原因、304升温过程中常见问题及解决方法以及结论。
每个部分都将逐步展开，以便读者能够全面了解和掌握有关题目的信息。
1.3 目的本文的目标是介绍并解释304不锈钢在温度上升过程中所发生的各种变化。
通过深入探讨物质性质改变、动力学变化和热效应变化，我们希望读者能够理解这些变化背后的原理和机制。
此外，我们还将提供一些常见问题及其相应的解决方法，以帮助读者更好地应对304升温过程中可能出现的挑战。
请注意，以上内容为普通文本格式，请在撰写文章时根据需要进行排版和格式调整。
2. 温度上升过程发生的变化在温度上升的过程中，许多物理和化学方面的变化会发生。
这些变化可以分为三个主要方面：物质性质改变、动力学变化以及热效应变化。
2.1 物质性质改变随着温度的升高，原子和分子之间的相互作用会发生改变，从而导致物质性质的改变。
具体来说，在温度上升过程中，物质的密度通常会减小，而体积则增大。
这是因为分子之间的相互作用力减弱，使得分子更容易移动，并导致整体上膨胀。
此外，很多物质在升温过程中也会经历相变现象。
例如，固体物质可能会融化成液体态或者气体态。
这是因为随着温度的上升，固体内部分子运动加剧，达到一定能量后可以克服固定互相排斥作用而转换为空间较大、无规则排列的液体或气体状态。
2.2 动力学变化在温度上升过程中，不仅物质性质发生了改变，动力学方面的变化也是不可忽视的。
动力学主要涉及到分子或原子的运动和反应速率。
首先，随着温度上升，分子的平均动能也会增加。
不锈钢高温氧化反应机理研究
不锈钢高温氧化反应机理研究不锈钢是一种耐腐蚀、不易生锈的合金钢，因此在化工、轻工、医疗、航空等领域有着广泛的应用。
但在高温环境下，不锈钢会发生氧化反应，从而影响其耐腐蚀性能和使用寿命。
因此，研究不锈钢高温氧化反应机理对于提高其性能具有重要意义。
不锈钢在高温条件下会发生氧化反应，主要是由于表面氧化铬层的破坏所致。
氧化铬层通常是一层致密的Cr2O3，可以防止进一步氧化反应。
但在高温环境下，其会因为裂纹、空洞、粒子剥落等原因而破坏，此时，下一层金属暴露在空气中，与氧反应，形成氧化物。
该氧化物并不像氧化铬那样致密，而是一种多孔材料，会导致更多的金属暴露在空气中，从而引发进一步的氧化反应，形成一个连锁反应。
这种高温氧化反应主要是由两个机理驱动的。
第一种机理是湿度对氧化反应的影响。
湿度是一个重要的参数，因为它能够对氧化反应的发生起到重要的催化作用。
实验证明，在同等氧分压下，湿度较高的条件下不锈钢发生氧化反应的速度更快。
这是因为水分子能够加速氧分子在表面的扩散和反应。
另外一个机理是表面缺陷对氧化反应的影响。
不锈钢表面存在着许多缺陷，如裂纹、空洞、凸起等。
这些缺陷能够切断氧化铬层，并使下面的不锈钢材料暴露在空气中。
此时，表面的氧化反应不再是均匀和平稳的，而是局部加速并不断蔓延。
这个过程被称为点蚀。
当点蚀发生到一定程度时，就会形成大量的氢氧化物离子，这些离子进一步侵蚀不锈钢金属，形成氧化物。
因此，要控制不锈钢的高温氧化反应，需要从湿度和表面缺陷两个方面入手。
在湿度方面，可以通过控制气氛湿度来限制氧化反应的发生。
在表面缺陷方面，可以通过改进不锈钢的制造工艺，控制表面的纯净度和平整度，减少表面的缺陷。
此外，也有一些其他方法可以控制不锈钢的氧化反应，如添加合适的合金元素、表面涂层等。
这些方法的实施需要更深入的研究和探索，以便更好地控制不锈钢的高温氧化反应。
总之，不锈钢高温氧化反应机理是一个复杂的过程，涉及到多个因素的相互作用。
奥氏体304
奥氏体304奥氏体304是一种常见的不锈钢材料，广泛应用于各个领域。
在本文中，我们将探讨奥氏体304的特点、组成、性能以及应用。
奥氏体304是一种由18%铬和8%镍组成的不锈钢材料。
其主要特点是耐腐蚀、耐高温和抗氧化性能优异。
奥氏体304具有良好的可焊性、可加工性和耐磨性。
由于其抗腐蚀性能出色，奥氏体304被广泛应用于制药、食品加工、化工、医疗设备等行业。
奥氏体304具有优秀的高温性能，在800摄氏度以下具有良好的机械性能。
其耐腐蚀性也非常出色，能够抵御大多数酸性和碱性溶液的侵蚀。
此外，奥氏体304还具有良好的抗氧化性能，能够在高温环境下长时间使用而不产生氧化。
除了上述优点，奥氏体304还具有良好的可加工性。
由于其低碳含量，奥氏体304易于冷成形和热成形，并能够通过焊接、铆接和螺纹连接等方式进行加工。
奥氏体304的可加工性使其成为制造复杂结构和形状的理想材料。
奥氏体304的广泛应用领域包括制药行业。
不锈钢是制药设备的理想材料，因为它对药品没有污染和腐蚀性，并且易于清洗。
奥氏体304在制药设备中的应用范围包括反应器、储罐、管道和配件等。
此外，奥氏体304还广泛应用于食品加工行业。
由于其耐腐蚀性和无毒性，奥氏体304常被用于制造食品储存罐、食品加工设备和饮料灌装线。
奥氏体304能够保持食品的卫生和安全，并且易于清洗和维护。
化工行业也是奥氏体304的主要应用领域之一。
奥氏体304在化工设备中的使用越来越普遍，因为它能够抵抗很多酸性和碱性介质的腐蚀。
奥氏体304主要用于储罐、管道、泵体和阀门等设备。
医疗设备也是奥氏体304的重要应用领域之一。
奥氏体304在手术器械、手术台、氧气机械和医疗储存设备等方面具有广泛的应用。
由于其材料无毒性、无污染且耐腐蚀性好，奥氏体304能够确保医疗设备的卫生和安全。
总而言之，奥氏体304是一种多功能的材料，具有出色的耐腐蚀性、耐高温性和抗氧化性能。
它在制药、食品加工、化工和医疗设备等行业中扮演着重要的角色。
304奥氏体不锈钢的高温拉伸行为和形变组织研究_谭威
中国铸造装备与技术 2 ／ 2012
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材料·工艺 Material & Technology
抗拉强度（MPa） t 延伸率和断面收缩率（%）
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[5] 宫一衡.18-8(Ti)不锈钢坯裂纹研究[J].四川冶金,1995（4）20-27. [6] 朱诚，金方.1Cr18Ni9Ti 不锈钢的成分与热塑性的关系[J].上海金
通过 JSM-6700F 扫描电子显微镜对拉伸试样 的断口形貌进行观察。由图 3 可以看到，300℃时宏 观断口较平坦；微观断口有大量韧窝，韧窝尺寸较 小，周围有二次撕裂特征。800℃宏观断口心部和边 部均有尺寸较大的孔洞，主要为塑性变形后期拉拔 所致；微观断口的韧窝尺寸较 300℃有所增大，且沿 滑移方向被拉长。1050℃宏观断口中微孔由心部聚 集向外扩展，纤维区约占整个断面的 2/3；微观断口
由 304 不锈钢断面收缩率随温度变化的曲线 可知，试样在 300～600℃范围内断面收缩率变化不 大，300℃时断面收缩率为 53.36％。600～950℃范围 内断面收缩率迅速升高，950℃时断面收缩率达到最 大值 94.45％。加热温度在 950～1250℃范围内试样 断面收缩率变化不大。
碳、氮等间隙原子偏聚于拉应力区所形成的柯 氏气团对位错的钉扎属于短程力，因温度升高而引 起的原子热振动有助于克服这种阻力，所以随着温 度升高，材料的强度会逐渐降低[2]。另外大量研究和 实际经验发现，当断面收缩率大于 60%时，铸坯不 出现裂纹；当断面收缩率小于 60%时，铸坯裂纹敏 感性增高[3、4]。故一般以收缩率等于 60%作为临界值 来划分高塑性区和低塑性区的温度范围，可见 304 不锈钢在高温下一直具有较好的塑性。结合 304 不 锈钢的断面收缩率，得到 900～1000℃范围内为最佳 塑性区。 2.2 断口分析
高温氧化对304不锈钢红外发射率影响研究
（１．沈阳发动机研究所， 辽宁 沈阳 １１００１５； ２．西北工业大学， 陕西 西安 ７１００７２）
摘 要：研究了 ３０４ 不锈钢在 ８００℃ 下空气中分别氧化 ０．５，２，１０，２５，１００ 和 ２００ ｈ 后，其氧化增重、表
面形貌和元素组成的变化以及高温氧化对其红外发射率的影响。 研究结果表明，氧化初期氧化增重
２０２０ 年 ２ 月
Ｆｅｂ．
西北工业大学学报
第 ３８ 卷第 １ 期
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
２０２０
Ｖｏｌ．３８ Ｎｏ．１
ｈｔｔｐｓ： ／ ／ ｄｏｉ．ｏｒｇ ／ １０．１０５１ ／ ｊｎｗｐｕ ／ ２０２０３８１０２２５
高温氧化对 ３０４ 不锈钢红外发射率影响研究
氧化性能。 当用于散热器、热反射器等或武器表面
部件时，其表面的红外发射率对散热、热反射、热辐
射具有重要影响。 尽管有不少作者研究了不锈钢的
高温氧化过程，但是对于不锈钢高温氧化与红外发
射率关系的研究很少涉及
。 因此，开展 ３０４ 不锈
钢在高温下的氧化过程及其对红外发射率的影响研
［５⁃９］
３０４ 不锈钢的高温氧化试验采用恒定温度下的
增重速度逐渐减慢，增重曲线变缓。 由于合金的氧
采用 ＥＤＳ 能谱分析试样氧化膜的化学成分。 采用
程。 在氧化初始阶段，由热力学控制，其增重十分迅
靶 Ｋα 射线，管电压 ４０ ｋＶ，扫描步长 ０．０３３ ０° ／ ｓ，２θ
扫描电子显微镜分析氧化试验后试样的表面形貌，
中科院上海技物所 ＩＲ⁃２ 双波段红外发射率测量仪
示） 。 从图 ２ 可以看出，随着氧化时间的延长，３０４
金属材料高温氧化行为研究
金属材料高温氧化行为研究在现代工业生产中，金属材料的高温氧化行为是一个非常重要的研究方向。
因为高温氧化会导致金属材料的氧化损失，进而影响材料的性能和寿命。
因此，探究金属材料的高温氧化行为对于提高金属材料的使用寿命和性能具有重要意义。
本文将探讨金属材料高温氧化行为的研究现状和进展，以及其对材料科学和工程技术发展的影响。
1. 高温氧化行为的定义和原因高温氧化是指金属材料在高温环境下，与氧气发生反应形成氧化物的过程。
其原因主要是金属表面形成了氧化膜，该氧化膜在高温下长时间受热后会发生改变，可能会变得更加致密，也可能会出现裂缝和孔隙，从而进一步促进了氧的渗透。
此外，高温下的热运动也会使金属离子发生扩散，进一步导致氧的渗透和反应。
2. 高温氧化行为的特征金属材料的高温氧化行为通常表现为增重、形貌变化和力学性能的变化。
其中增重是由于氧化物的形成导致的，形貌变化则与氧化物的形成和变化有关，包括氧化膜的厚度和表面形貌的变化，力学性能的变化则可能涉及材料的硬度、韧性、延展性等方面的变化。
3. 高温氧化行为的影响因素高温氧化行为的影响因素包括气氛、温度、时间、金属材料的成分、微结构和表面状态等。
其中，气氛的性质和氧分压是影响高温氧化过程的重要因素，温度和时间也可以影响氧化膜的厚度和形态。
金属材料的成分、微结构和表面状态也可以影响氧化过程的进行和形成的氧化物的性质。
4. 高温氧化行为的研究方法和手段为了探究高温氧化行为及其影响因素，科学家们采用了许多研究方法和手段。
其中，热重分析和差热分析等热学实验方法被广泛应用于研究金属材料的高温氧化行为。
此外，X射线衍射、电子显微镜等材料测试技术也被广泛应用于材料结构和形貌的表征，以及氧化物的形态和性质研究。
5. 高温氧化行为的应用和前景金属材料的高温氧化行为是材料领域中非常重要的研究方向。
其研究结果可以用于制定材料使用条件、加工工艺和检验标准。
另外，高温氧化行为的研究还有助于探究金属材料的微观结构和材料科学的发展。
304奥氏体不锈钢的热处理工艺研究
第 11 卷 第 24 期 2011 年 8 月 1671—1815（ 2011） 24-5910-04
参考文献
1 杜存臣． 奥氏体不锈钢在工业中的应用． 化工设备与管道，2003； （ 2） ： 4—8
2 熊云龙，娄延 春，刘新 峰． 不 锈钢 材 料 研究的 新进展． 热加工工 艺，2005； （ 5） ： 20
3 耿炳玺． 谈我国不锈钢发展中的几个问题． 冶金管理，2006； （ 4） ： 35—37
固溶处理时空冷和水冷所得的各种硬度值如 表 2 所示。从表 2 可以看出，当冷却速率提高时，奥 氏体不锈钢的硬度也相应地增加。奥氏体不锈钢 在冷却时并没有组织的变化，而硬度却升高了。这 是由于奥氏体不锈钢在快速冷却时，外层受急冷收 缩而变硬，内 部 温 度 仍 然 高 而 软，由 于 外 层 之 收 缩 而受塑性压缩变形。如同受到冲床加工，上下收缩 而横向膨胀。由于外冷内热，继续冷却到室温则内 部之收缩较外层多。由于内部的收缩在外层产生 压缩应力，这 种 热 应 力 使 其 表 面 有 极 大 压 应 力，促
于其应用的广泛性，其热处理工艺的研究对生产有 很好的指导意义。
1 实验方法
实验原材料为 304 奥氏体不锈钢（ 国内牌号为 0Cr18Ni9） 化学成分为碳≤0． 08% ，硅≤1． 00% ，锰 ≤2． 00% ，磷 ≤ 0． 045% ，硫 0． 03% ，镍 8． 0% — 10． 5% ，铬 18% —20% 。原材料通过热轧而成，切 割成直径 20 mm，高 20 mm 的圆柱体试样。对试样 分别在 1 050 ℃ ，保温 30 min 空冷和水冷进行固溶 处理，在 650 ℃ 并保温 1 h 段后空冷和 800 ℃ 并保 温 1 h 空冷至室温，进行敏化处理。对原材料和热 处理试样采用洛氏硬度计和金相显微镜进行硬度 和金相组织分析。
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Ｒ ｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｏ ｘｉｄａｔｉｏｎ Ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ３Ｏ４ Ａｕｓｔｅｎｉｔｉｃ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ
Ｋｅｙｗ ｏｒｄｓ：ａｕｓｔｅｎｉｔｉｃ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ；ｏｘｉｄｅ ｓｃａ ｌ ｅ；ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｒ；ｔｅｍｐ ｅ ｒａｔｕｒｅ
０ 前 言 奥 氏体 不 锈钢 是 指 含 有适 量 镍 、铬 含量 大 于
１２％ ，晶体结 构 呈 面 心立 方 的铁 基 合 金 … 。在 加 热 、热 轧 、卷 取 和退 火 等 高 温 条件 下 ，奥 氏体不 锈 钢 将 发生氧 化 反应 并在 其 表 面形 成 氧化 层 （或 称 氧化皮 ）。
彭 建 国 硕 士 １９７９年 生 ２００６年 毕业 于 上 海 交 通 大 学 现 从 事不锈钢腐蚀 氧化研究工作 电话 ２６０３４６１９
Ｃｒ２０３，ＭｎＯ ·Ｆｅ２Ｏ３，ＭｎＯ ·Ｃｒ２Ｏ３和 ＮｉＯ ·Ｃｒ２Ｏ３ 等成 分 。因此 ，弄清 楚 奥 氏体 不 锈 钢 氧化 皮 的成 分和 具体 结构 ，对 其 氧 化 皮 的 控 制 和去 除 有 重 要 作用 。
ｍｍ，厚 ３．５ ｍｍ，其 主要 化 学成 分如 表 １所示 。氧 化 皮试 样取样 部 位 为钢 卷 工作 侧 ３０ ｍｍ 位 置处 。 用 线 切割 加 工 试 验 试 样 ，用 ６００ 砂 纸 打 磨 光 亮 ， 经 丙酮 清洁 干净 后备 用 。
Ｓｔｅｅｌ ａｔ Ｈ ｉｇｈ Ｔｅｍ ｐｅｒａｔｕｒｅ
Ｐｅｎｇ Ｊｉａｎｇｕｏ ，Ｌｕｏ Ｓｕｚｈｅｎ ，Ｙｕａｎｍｉｎ （１．Ｂａｏｓｔｅｅｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１９００，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ Ｂｒａｎｃｈ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２Ｏ０４３ ｌ，Ｃｈｉｎａ）
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｄｅｆａｕｌｔ ｏｆ ３０ ４ ｈｏｔ—ｒｏｌｌｅｄ ｓｔｒｉｐ ａｔ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｎｄ ｓｔｒｕｃ． ｔｕｒｅ ｏｆ ｏｘｉｄｅ ｓｃａｌｅ ｏ ｆ ３０ ４ ｈｏｔ—ｒｏｌｌｅｄ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｉｐ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｗｉｔｈ ＳＥＭ ，ＥＰＭ Ａ ，ＸＲＤ ，ＥＤＳ ａｎｄ ＸＰＳ． Ｔｈｅ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ３０４ Ｗａ ｓ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｃｏｉｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ３０ ４ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ ｗａｓ ｉｎ— ｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｘｉｄｅ ｓｃａｌｅ ｏｆ ３０ ４ ａｕｓｔｅｎｉｔｉｃ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ ｉｓ ｄｅｎｓｅｒ ａｎｄ ｉｔｓ ｍａｉｎ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｉｓ
3卷取温度对304氧化行为的影响304热轧大牛产中其高温氧化过程主要有板枉加热热轧和卷取空冷等过程板坯加热形成的一次氧化皮和粗轧过程形成的二次氧化皮在热轧过程中均被高压水除去只有在精轧和卷取过程在带钢表面形成的三次氧化皮保留下来
２００７年第 ４期
宝 钢 技 术
维普资讯 http://www.cHale Waihona Puke
奥 氏体 不锈 钢含 有 Ｆｅ，ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃ，Ｓｉ，Ｐ，Ｓ， Ｎｂ，Ａ１，Ｃｕ等 多种元 素 ，因此 无论 是 在氧 化动力 学 方 面还 是 在 氧 化 类 型方 面 都 非 常 复 杂 。研 究 表 明 ，一般 碳钢 热轧 卷 的氧化 皮可 以分 为三 层 ：表面 是 极薄 的 Ｆｅ ０。层 ，中 间是 Ｆｅ。０ 层 、内层 是较 厚 的 Ｆｅ。一 ０ Ｊ。而对 奥 氏体 不 锈 钢 ，由于 含 有较 高 含 量 的 Ｃｒ和 Ｎｉ，其 氧 化 皮 含 有 Ｆｅ ０，，Ｆｅ ０ ，
ｆｅｒｒ ｏｃｈｒｏｍｅ（Ｆｅ３一Ｃｒ Ｏ４）．Ｔｈｅ ３０ ４ ’ｓ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｉｓ ｒａｔｈｅｒ ｓｔｒ ｏｎｇ．Ｗｈｅｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｓ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ９００％ ，
ｔｈｅ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｉｓ ｖｅｒｙ ｓｌｏｗ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｓ ｈｉ【ｇｈｅｒ ｔｈａｎ ９００￣Ｃ ，ｔｈｅ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｓｔｅａｄｉｌｙ． Ｔｈｅ ｏｘｉｄｅ ｓｃａ ｌｅ ｏｆ ３０４ ｈｏｔ—ｒｏｌｌｅｄ ｓｔｒｉｐ ｗｉｌｌ ｂｅ ｅａｓｙ ｔｏ ｒｅｍｏｖｅ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｃｏｉｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｐｒｏｐｅｒｌｙ．
３０４奥 氏体 不锈 钢 高 温氧 化 行 为研 究
彭 建 国 ，骆 素珍 ，袁 敏 （１．宝钢研 究院 ，上 海 ２０１９００；２．不锈钢 分公 司 ，上海 ２００４３１）
摘 要 ：针 对 ３０４热 轧 卷 高温 氧 化 缺 陷 问题 ，通 过 ＳＥＭ，ＥＰＭＡ，ＸＲＤ，ＥＤＳ和 ＸＰＳ分 析 了 ３０ ４ 热 轧 卷 氧 化 皮 的成分和结构 ，研 究 了３０ ４ 的氧化行为 ，探讨 了大生产过 程 中卷取 温度对 ３０４ 氧化行 为的影响。研 究表明 ３０４ 奥 氏 体 不锈 钢 热 轧 卷 的 氧 化 皮 结 构 比较 致 密 ，主 要 成 分 为 铁 铬 尖 晶石 （Ｆｅ …Ｃｒ Ｏ ）。３０ ４ 的 抗 氧 化 性 较 强 ，温 度低 于 ９００￣Ｃ时 ，氧化极 为缓慢 ；温度 高于 ９００￣Ｃ后 ，氧化稳 步增加 。适 当降低 卷取 温度 ，有 利于 ３０４ 氧化 皮的 去 除 。
３０４是奥 氏体 不 锈 钢 的 主要 代 表 牌 号 ，本 文 以 ３０ ４ 为研 究 对 象 ，深 入 分 析其 热 轧 卷 氧 化 皮 的 成分 和结 构 ，研 究其 高 温氧 化行 为 ，探 明卷 取 温度 对其 氧化 行为 的影 响 。
１ 试 验材 料及 方法 试 验 材料 取 自工业 生产 ３０ ４ 热 轧卷 ，宽 １ ２５０