《不锈钢高温氧化》PPT课件
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EDX分析表明：氧化层主要由Cr和O构成，即Cr2O3，少量的Fe、Mn、Ti。
纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行
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微观结构与组成（ AISI 439钢）：
3 实验结果
950℃条件下氧化后，样品表面都出现了一些弯曲（图4）；这些 弯曲实际上在900℃有水蒸气存在的氧化气氛中就已经出现。
氧化气氛中是否有水蒸气的存在没有造成样品中各元素含量的明 显变化。
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3 实验结果
X射线光电子能谱（XPS）：
当X光束垂直入射于样品表面时，分析的厚度为0.5~10nm。当倾
斜试样减小角度时，分析深度更小。因此，所获得的信息来自于氧化
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结构特性（XRD）：
3 实验结果
AISI 304钢：在950℃氧化时，样品的氧化层主要是铁的氧化物 （Fe2O3）；而在其它条件下，氧化物中主要包含的是Cr2O3。
AISI 439钢：出现许多小峰，由于钢中的许多元素都不同程度被氧 化，主要是Cr，还有Fe、Si、Mn、Ti。因此，混合的氧化物和Cr-Fe氧 化物的固溶体是同时存在的（Mn1.5Cr1.5O4和MnTiO3）。
通过将氧化反应常数的理论计算值与实际值的比较，探 讨不锈钢氧化产生Cr2O3的生长动力学是否受氧或（和）铬的 扩散所控制。
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1 前言 2 实验设计 3 实验结果 4 分析讨论 5 结论
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目录
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大量研究表明，有小的氧化铬晶粒的区域似乎与碎片区域是对应的，很 可能是在冷却过程中出现的。
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微观结构与组成（AISI 304钢）：
3 实验结果
a. 在较高的H2O/O2比例（Ar-H2-H2O混合气体）气氛氧化，晶须很多， 尤其沿晶界形成的“气泡”上，并富含Cr和Mn。 b. 观察氧化物-钢的内界面图像发现：沿着横截面，内界面比较卷曲， 并观察到逐渐向内部渗透的SiO2微粒。
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3 实验结果
纸上得来终觉浅，绝Leabharlann Baidu此事要躬行
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微观结构与组成（AISI 439钢）：
3 实验结果
850℃时，在空气中氧化，氧化外层主要由等轴晶组成（图3a），在 空气+H2O中氧化时还出现花状结晶（sand roses，较多Cr、Mn、Ti，图3b）。
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微观结构与组成（AISI 304钢）：
3 实验结果
950℃下氧化后，在外表面观察到两种形式的氧化物组织： a. 剥落区域是小的规则晶粒（氧化铬晶粒）；b. 未剥落区域是粗大的氧化 物组织（含铁的氧化物），尤其是在样品的边缘和外围部分。
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微观结构与组成（ AISI 439钢）：
3 实验结果
氧化性气氛中水蒸气的存在对不锈钢氧化层中的组成没 有太大的影响。
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微观结构与组成（AISI 304钢）：
3 实验结果
a. 氧化层在850℃和900℃时的生长具有相似的地方，氧化物薄膜是由规则 的晶粒构成的；b. 这些晶粒沿着晶界区域会变厚。 EDX分析：氧化层富含铬和氧，并含有大量的锰（10%~15%）和一些硅。
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1 前言
不锈钢表面形成的氧化铬保护层有效降低了不 锈钢的高温腐蚀。AISI 304奥氏体不锈钢在传统方 面有广泛应用。
铁素体不锈钢： 价格更加低廉（不含镍或含镍量很小） 膨胀系数更小
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2 实验设计
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1 前言
在本次研究实验中： 奥氏体不锈钢（AISI 304）的高温氧化行为与含Cr
17%（加入Ti和Nb）铁素体不锈钢（AISI 439）的高温氧 化行为进行对比。
在850℃~950℃范围内在不同的环境气氛（纯O2、空 气、空气-H2O、Ar-H2- H2O的混合气四种）下研究两种钢 的抗氧化性。
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微观结构与组成（ AISI 439钢）：
3 实验结果
a. 氧化层表面平整，并出现了内部氧化，内部的氧化物颗粒由SiO2组成。 b. 在较高的H2O/O2比例下（Ar-H2-H2O混合气氛）氧化时，会出现一些 晶须。
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样品制备
2 实验设计
热重测试
样品分析
扫描电镜（SEM）、能量色散光谱（EDX）、 X射线衍射（XRD）、光电子能谱（XPS）
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热重（TG）：
3 实验结果
对于AISI 439钢，气氛对其氧化状况基本没有影响； 而温度越高，氧化速率越大。
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热重（TG）：
3 实验结果
气氛不同，AISI 304钢的氧化情况差别也比较大，特 别是当温度在900℃以上时更加明显。
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AISI 304奥氏体不锈钢和AISI 439 铁素体不锈钢的氧化
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摘要
高温条件下，在不同的O2压力和是否有水蒸气存在时， 研究了AISI 304和AISI 439钢的氧化。
在高的氧化压力下，超过850℃时，AISI 439钢具有更高 的抗氧化性；在较低的氧气压力下，AISI 304钢具有较高的抗 氧化性。
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微观结构与组成（ AISI 439钢）：
3 实验结果
950℃条件下氧化后，样品表面都出现了一些弯曲（图4）；这些 弯曲实际上在900℃有水蒸气存在的氧化气氛中就已经出现。
氧化气氛中是否有水蒸气的存在没有造成样品中各元素含量的明 显变化。
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X射线光电子能谱（XPS）：
当X光束垂直入射于样品表面时，分析的厚度为0.5~10nm。当倾
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3 实验结果
AISI 304钢：在950℃氧化时，样品的氧化层主要是铁的氧化物 （Fe2O3）；而在其它条件下，氧化物中主要包含的是Cr2O3。
AISI 439钢：出现许多小峰，由于钢中的许多元素都不同程度被氧 化，主要是Cr，还有Fe、Si、Mn、Ti。因此，混合的氧化物和Cr-Fe氧 化物的固溶体是同时存在的（Mn1.5Cr1.5O4和MnTiO3）。
通过将氧化反应常数的理论计算值与实际值的比较，探 讨不锈钢氧化产生Cr2O3的生长动力学是否受氧或（和）铬的 扩散所控制。
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1 前言 2 实验设计 3 实验结果 4 分析讨论 5 结论
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微观结构与组成（AISI 304钢）：
3 实验结果
a. 在较高的H2O/O2比例（Ar-H2-H2O混合气体）气氛氧化，晶须很多， 尤其沿晶界形成的“气泡”上，并富含Cr和Mn。 b. 观察氧化物-钢的内界面图像发现：沿着横截面，内界面比较卷曲， 并观察到逐渐向内部渗透的SiO2微粒。
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3 实验结果
850℃时，在空气中氧化，氧化外层主要由等轴晶组成（图3a），在 空气+H2O中氧化时还出现花状结晶（sand roses，较多Cr、Mn、Ti，图3b）。
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3 实验结果
950℃下氧化后，在外表面观察到两种形式的氧化物组织： a. 剥落区域是小的规则晶粒（氧化铬晶粒）；b. 未剥落区域是粗大的氧化 物组织（含铁的氧化物），尤其是在样品的边缘和外围部分。
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3 实验结果
氧化性气氛中水蒸气的存在对不锈钢氧化层中的组成没 有太大的影响。
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3 实验结果
a. 氧化层在850℃和900℃时的生长具有相似的地方，氧化物薄膜是由规则 的晶粒构成的；b. 这些晶粒沿着晶界区域会变厚。 EDX分析：氧化层富含铬和氧，并含有大量的锰（10%~15%）和一些硅。
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不锈钢表面形成的氧化铬保护层有效降低了不 锈钢的高温腐蚀。AISI 304奥氏体不锈钢在传统方 面有广泛应用。
铁素体不锈钢： 价格更加低廉（不含镍或含镍量很小） 膨胀系数更小
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在本次研究实验中： 奥氏体不锈钢（AISI 304）的高温氧化行为与含Cr
17%（加入Ti和Nb）铁素体不锈钢（AISI 439）的高温氧 化行为进行对比。
在850℃~950℃范围内在不同的环境气氛（纯O2、空 气、空气-H2O、Ar-H2- H2O的混合气四种）下研究两种钢 的抗氧化性。
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3 实验结果
a. 氧化层表面平整，并出现了内部氧化，内部的氧化物颗粒由SiO2组成。 b. 在较高的H2O/O2比例下（Ar-H2-H2O混合气氛）氧化时，会出现一些 晶须。
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热重测试
样品分析
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对于AISI 439钢，气氛对其氧化状况基本没有影响； 而温度越高，氧化速率越大。
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气氛不同，AISI 304钢的氧化情况差别也比较大，特 别是当温度在900℃以上时更加明显。
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AISI 304奥氏体不锈钢和AISI 439 铁素体不锈钢的氧化
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摘要
高温条件下，在不同的O2压力和是否有水蒸气存在时， 研究了AISI 304和AISI 439钢的氧化。
在高的氧化压力下，超过850℃时，AISI 439钢具有更高 的抗氧化性；在较低的氧气压力下，AISI 304钢具有较高的抗 氧化性。