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爱博平台注册高温氧化性质
作者:admin 发布日期:2019/12/10 关注次数: 二维码分享

一、氧化膜;

不锈钢在室温情况下,表面只生成Fe3O4,Fe2O3相二层结构,当温度>570度时,生成FeO层,所以高温环境,表面氧化膜为三层结构。从高温冷却回的过程:FeO要分解,氧化皮层中有相变。

膜内部电子环境考虑:

阳离子空位:P型半导体 如FeO ,Fe3O4膜

阴离子空位:N型半导体 如Fe2O3膜

过程解释:氧化过程的主要是氧离子和铁离子(合金元素形成的离子)在氧化层中的扩散,同时也是电子传导过程。这个氧化腐蚀的过程,本质上也是一个电化学腐蚀过程。这也是不锈钢和耐热钢在理论上的共同基础。

实际工件表面的氧化层,还有以下性质:

①通过对氧化物体积和被氧化物体积的比较,判断氧化膜是否覆盖工件表面;

例:V(FeO):V(Fe)=1.77;V(Fe3O4):V(Fe)= 2.09

V(Fe2O3):V(Fe)=2.14

判定:大于1说明可以覆盖表面,考虑体积,比值,层与层的应力,可以推断出容易起皮。

②生成的氧化物结晶结构和致密性;

③和基体金属的结合。

二、氧化速度;

氧化速度主要取决于化学反应的速度和扩散的速度,温度的升高,化学反应的速度和扩散速度将增加,随着时间的延长和膜的的增厚或膜的致密性的提高而减慢,因此氧化速度可有下列三种情况:

1)氧化膜不完整、不连续时,像氧化物比体积小的镁、钾、钙等,他们的氧化膜增厚和时间的关系是样:y=Kt+A;

2)氧化膜是覆盖在金属表面的,膜层中可以进行离子扩散。像铁、锰、钴、镍、铜等的氧化膜。膜层增厚的关系:y*y=kt+A;

3)膜不仅覆盖金属表面,而且膜层中离子扩散困难。像铬、铝、硅等的氧化膜。膜层增厚为:y=lnKt(STS表面膜的状态的解释)

三、提高钢氧化性能的途径。

①.加入合金元素降低氧化膜中的扩散;

②加入合金元素,提高氧化膜的稳定性;

③.加入合金元素,形成致密,稳定的合金氧化膜。

高温下工作的钢件(包含STS),由于氧化有自发的趋势,氧化是一定要发生的。但是如前所述,氧化的速度,继续氧化问题是可以改变和控制的,通过加入合金元素,改变氧化膜层的传导性,降低氧化膜中的扩散,提高氧化膜的稳定性;形成致密稳定的合金元素氧化膜,提高膜的保护性,从而提高钢(STS钢)的抗氧化性。(空气中的考虑)

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