加热气氛中氧浓度对热轧带钢氧化皮结构及耐蚀性的影响

通过控制氮、氧混合气体中的氧含量,650℃保温30 min,在武钢510 L热轧带钢表面制备氧化皮.采用SEM、XRD、电化学测试方法研究了不同结构氧化皮的热轧带钢在3.5 wt%NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明,氧浓度5%时,所制备的氧化皮没有分层,只含有Fe3O4和Fe颗粒,厚度仅为6 μm左右;氧浓度在10%～60%时,所制备的氧化皮结构均为表层Fe2O3较薄,中间层Fe3O4最厚,内层Fe3O4和Fe混合相.氧浓度10%时,其氧化皮厚度约15 μm,表层Fe2O3量较少,与Fe3O4层界限模糊;当氧浓度＞10%时,其氧化皮厚度均为20 μm左右,与氧浓度10%相比,表层Fe2O3量略有增加,Fe2O3层与Fe3O4层界限分明;不同供氧条件下制备的热轧带钢氧化皮的耐蚀性能由好到差依次为:20%、10%、30%、60%、5%.     

热处理工艺对热轧带钢氧化皮结构及其耐蚀性的影响

利用不同热处理工艺在热轧带钢表面形成不同组成与结构的氧化皮。采用SEM、XRD、LRS、干湿周期浸润腐蚀实验、EIS测试、开路电位测试对不同氧化皮热轧带钢在NaHSO3溶液中腐蚀行为进行了研究。研究表明,慢冷和炉冷所制热轧带钢氧化皮均由Fe2O3、Fe3O4、FeO和Fe组成,其中Fe2O3是微量的,前者含有更多的Fe3O4,后者含有更多的FeO。慢冷所制氧化皮致密、连续、厚度均匀;炉冷制备的氧化皮致密性较差,含有大量的缺陷。慢冷制备的氧化皮热轧带钢的耐蚀性要好于炉冷制备的热轧带钢的耐蚀性。     

注锌对316L奥氏体不锈钢氧化膜成分的影响

通过模拟压水堆一回路水环境,对316L奥氏体不锈钢在320℃含锌10μg/kg的高温溶液中进行了1000 h的腐蚀实验,对腐蚀后的试样表面进行了XPS分析。结果表明,试样在含锌溶液中形成了化学成分为(Zn,Fe,Ni)(Cr,Fe)2O4的致密氧化膜,随着腐蚀时间的增加,氧化膜中的富Cr区由内层扩展至整个氧化膜。     

扩散处理热浸镀铝钢高温抗氧化行为的研究

对经不同扩散工艺处理的热浸镀铝层高温抗氧化性进行了研究,通过SEM、TEM、XRD分析了经扩散处理后,热浸镀铝层高温氧化过程中组织结构的变化情况,分析了热浸镀铝层高温抗氧化性能和微观结构的关系,确定了提高热浸镀铝层高温抗氧化性的适宜扩散温度.结果表明,经750℃扩散处理,热浸镀铝层结构由较厚的外表层(Fe2Al5+FeAl2)及内层(FeAl+条状FeAl2)组成,条状FeAl2的形成为氧提供了扩散通道,其抗氧化性较差;经950℃扩散处理,镀层外表层变薄,外表层转为单一FeAl2、内层为FeAl,并出现早期内氧化裂纹,其抗氧化性较差:当扩散处理温度为850℃时,镀层外表层变薄,结构转为FeAl2+少量Fe2Al5,而内层增厚,其结构为FeAl+球状FeAl2,而内层FeAl2球化,增强了氧由内层向基体扩散的阻碍作用,使氧只能逐层形成Al2O3+Fe2O3的氧化膜,提高了镀层的高温抗氧化性.     

扩散处理热浸镀铝钢高温抗氧化行为的研究

对经不同扩散工艺处理的热浸镀铝层高温抗氧化性进行了研究,通过SEM、TEM、XRD分析了经扩散处理后,热浸镀铝层高温氧化过程中组织结构的变化情况,分析了热浸镀铝层高温抗氧化性能和微观结构的关系,确定了提高热浸镀铝层高温抗氧化性的适宜扩散温度.结果表明,经750℃扩散处理,热浸镀铝层结构由较厚的外表层(Fe2Al5+FeAl2)及内层(FeAl+条状FeAl2)组成,条状FeAl2的形成为氧提供了扩散通道,其抗氧化性较差;经950℃扩散处理,镀层外表层变薄,外表层转为单一FeAl2、内层为FeAl,并出现早期内氧化裂纹,其抗氧化性较差当扩散处理温度为850℃时,镀层外表层变薄,结构转为FeAl2+少量Fe2Al5,而内层增厚,其结构为FeAl+球状FeAl2,而内层FeAl2球化,增强了氧由内层向基体扩散的阻碍作用,使氧只能逐层形成Al2O3+Fe2O3的氧化膜,提高了镀层的高温抗氧化性.     

Al_(0.5)CrCoFeNi高熵合金高温氧化的研究

采用真空电弧炉在氩气保护下熔炼Al0.5Cr Co Fe Ni高熵合金,在不同温度(800~1100℃)下进行100 h的高温氧化实验,测定其氧化动力曲线,采用X射线衍射仪和扫描电镜等方法分析氧化层结构和形貌。结果表明:Al0.5Cr Co Fe Ni高熵合金在800和900℃形成的氧化膜较完整且致密,具有较为优异的抗氧化性能。在1000和1100℃形成的氧化膜较厚,膜内有大量裂纹与孔洞,抗氧化性能较差。氧化初期,界面反应起主导作用,随着氧化膜的生长,扩散过程发挥越来越重要的作用,成为继续氧化的控制因素,以致一种或多种合金元素氧化物在表面析出,形成尖晶石类内层氧化物Ni Cr2O4、Co Cr2O4、Fe(Cr,Al)2O4内氧化层。在高温氧化过程中,N2会参与反应,与Al发生较强反应,生成Al N颗粒,进一步的氧化过程使Al N再次氧化,N2逃逸,留下具有Al N外形的空洞。     

SS400钢高温氧化层的微观结构及其耐蚀性研究

通过设置加热保温时间和冷却方式,在SS400钢的基体上形成各种氧化层.利用金相显微镜观察了氧化层的形态并测定其厚度,采用扫描电镜进一步观察了氧化层的微观形貌,通过X射线衍射仪测定了氧化层的物相组成,最后通过干湿周期浸润加速腐蚀实验研究了不同氧化层对SS400钢耐腐蚀性能的影响.结果表明,在600℃,SS400钢氧化层的厚度随保温时间的延长逐渐增厚,且符合抛物线规律;保温30 min后炉冷所得氧化层较致密、连续、均匀,与基体结合良好.600℃保温30 min后冷却至室温,所得氧化物主要为Fe3O4和Fe2O3,且随冷却速度的减缓氧化层中Fe3O4的相对含量逐渐升高,Fe2O3的相对含最逐渐降低.腐蚀实验表明,600℃保温30 min后随炉冷却制得的氧化层的腐蚀速率最慢,耐腐蚀性最好,罐装冷却的次之,自然空冷的最差.     

P92钢在超临界水中的腐蚀行为

研究了P92钢在500～600℃/25 MPa超临界水中的腐蚀行为。用X射线衍射(XRD)和扫描电镜-电子能谱(SEM-EDX)分析了氧化膜微观组织,计算了试样在腐蚀过程中的吸氧量,分析了P92钢在超临界水中的腐蚀动力学规律。结果表明:氧化膜为双层结构,外层氧化膜为Fe3O4相,内层氧化膜为Fe3O4和FeCr2O4相,在接近氧化膜区域的基体内存在一个内氧化区。表面氧化膜中存在许多小孔,小孔数量随着腐蚀时间增加而减少。在生长过程中,氧化膜增重与厚度成线性关系,氧化膜平均密度相对为常数。氧化动力学遵循立方规律,温度对腐蚀速率影响大,600℃的腐蚀速率约为500℃和550℃腐蚀速率的3倍。P92在超临界水中的腐蚀仅表现为氧的吸收,而没有金属溶解。     

镍基铸造高温合金K35的热腐蚀行为

研究了涂有7596Na2SO4＋25％NaCl盐膜的镍基铸造高温合金K35在800℃～900℃的热腐蚀行为．结果表明．该合金在实验条件下发生高温热腐蚀．在800℃，腐蚀动力学曲线大体遵循抛物线规律．腐蚀产物分为3个区域：即外层是以Cr2O3为主相对致密的具有保护性的氧化层，中间层是富Ti层，内层是以舢、Ti为主的氧化物．腐蚀形貌观察说明，热腐蚀的发展主要伴随着致密氧化层的增厚以及Cr2O3保护性氧化膜的挥发，且涂盐导致Cr2O3挥发温度降低．在800℃及850℃表面有少量硫化物形成，随腐蚀温度增高有内硫化物产生．腐蚀动力学和腐蚀形貌特点支持热腐蚀的硫化-碱融机理模型。     

卷取温度对510L钢氧化皮结构的影响

利用模拟法研究了热轧卷曲温度对汽车大梁钢510L氧化皮结构的影响.结果表明,精轧后的510L钢表面氧化皮主要由FeO层和少量Fe3O4层组成;在不同的卷取温度下,FeO层发生不同程度的共析反应,最终形成不同结构的表面氧化皮;在450～550℃时,FeO层共析反应发生的速度最快,形成的最终氧化皮中Fe3O4含量也最多.     

GH984G合金在700℃水蒸气中的氧化行为

从氧化动力学、氧化层相组成及微观结构角度,研究了700℃超超临界电站用Ni-Fe-Cr基合金GH984G在700℃水蒸气中的氧化行为。结果表明:氧化行为符合抛物线规律,氧化过程受扩散控制,稳态增重速率约为8×10~(-4)g/(m~2·h),为完全抗氧化级。氧化过程中首先在基体表面形成Cr_2O_3外氧化层,随后形成根状Al2O3内氧化层并在Cr_2O_3外氧化层表面形成少量粒状TiO_2,最终形成外层Cr_2O_3、内层Al2O3的双层结构,长达2000 h蒸汽氧化过程中无其它氧化物形成且氧化层具有优异的稳定性。氧化初期氧化层表面Cr_2O_3为针片状,随后针片状Cr_2O_3发生团聚转变为胞状Cr_2O_3,进一步延长氧化时间胞状Cr_2O_3发生连接,转变为连续、致密的Cr_2O_3外氧化层。连续、致密且稳定的Cr_2O_3外氧化层和根状Al_2O_3内氧化层的氧化层结构使GH984G合金在700℃蒸汽条件下具有较低氧化速率和优异抗氧化性。     

低氧压预氧化对Fe-3Al-6Cr合金表面显微组织和耐蚀性影响

在950℃,10~(-23)、10~(-16)和0.2 atm. 3种氧压下对Fe-3Al-6Cr合金进行了预氧化试验,时间为10 min～1200 min。并在5%Na Cl气氛中做了耐蚀性测试。结果表明:Fe-3Al-6Cr合金在950℃、10~(-23)atm.氧压下氧化得到的是(Al,Cr)_2O_3外氧化膜,在0.2 atm.氧压下获得的是Fe_2O_3与(Al,Cr)_2O_3的混合氧化层,研究结果完全符合Factsage软件的计算结果。在10~(-16)atm.氧压下,氧化10 min的外氧化物为Fe O,合金内层存在内氧化物Fe(Al,Cr)_2O_4与Fe Al化合物。随氧化时间的延长,外层氧化物变为Fe O+Fe(Al,Cr)_2O_4,内氧化物为Fe(Al,Cr)_2O_4+Al_2O_3。Factsage计算出了稳定后的表面氧化物种类,但没有计算出内氧化Al_2O_3。在盐雾腐蚀测试中,Fe-3Al-6Cr合金在950℃、10~(-23)atm.氧压中氧化30～60 min制备的(Al,Cr)_2O_3氧化膜具有最好的耐蚀性。     

CLAM钢TIG焊缝在液态铅铋共晶体中的静态腐蚀行为

研究了中国低活化马氏体(CLAM)钢TIG焊缝在550℃静态饱和氧浓度液态铅铋共晶体(LBE)中的腐蚀行为。采用扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪分析了腐蚀后焊缝截面形貌和表面腐蚀产物。结果表明,经过160和350 h腐蚀后,试样均发生氧化腐蚀。所有试样表面均形成了具有保护作用的双层结构的氧化层,外氧化层为疏松多孔的Fe3O4,内氧化层为致密的Fe-Cr尖晶石。试样焊缝中有明显的元素溶解,没有发现Pb、Bi渗透进基体材料。随着腐蚀时间的延长,焊缝氧化腐蚀速度降低;回火处理对CLAM钢TIG焊缝耐氧化腐蚀性能有显著的影响。     

热轧板的氧化皮结构对酸洗效果的影响

采用金相显微镜和背散射电子衍射（EBSD）技术，从氧化皮结构出发，对低碳钢热轧板氧化皮的结构与热轧板酸洗效果之间的关系进行了研究。结果表明，低碳钢热轧板在卷取前期（温度在400～500℃）的氧化铁皮分为两层，即外层是Fe3O4，内层为FeO；在室温下放置两天以后的板，氧化皮中的FeO完全分解为Fe3O4和Fe，并且铁颗粒在原FeO的晶界富集。具有FeO和Fe3O4复合结构的氧化皮比Fe3O4单层氧化皮更易酸洗。     

锈层结构与腐蚀疲劳寿命的关系

本文研究了大气中典型的腐蚀介质SO_4~(2-)、c1、SO_3~(2-)对Cor-tenB、16Mn大气腐蚀的加速作用,结果表明,在所有介质条件下Cor-tenB 的耐蚀性均优于16Mn,这与Cor-tenB 中Cu 元素有很大关系,此外,不同的锈层结构和层次分布特征是导致两种材料的强度和寿命出现差别的另一主要原因。Cor-tenB 具有致密的内层锈层结构,具有较好的防护性能;16Mn的内层锈层结构疏松,可以有较高的蓄水量,较致密的外层又有利于溶液在内层的滞留,从而有利于腐蚀的进行。     

CLAM钢TIG焊接头在静态和动态液态铅铋合金中的腐蚀行为

研究450℃时中国低活化马氏体(CLAM)钢TIG焊接头在静态和动态饱和氧液态Pb-Bi共晶合金(LBE)中的腐蚀行为。2种状态下,腐蚀时间均为400 h。其中动态下,相对速度为1.1 m/s。研究发现,静态下,CLAM钢焊接接头表面有明显的腐蚀,焊缝和热影响区表面均生成了双氧化层,外氧化层为疏松多孔的Fe3O4,内氧化层为致密的Fe Cr2O4,基体内部没有Pb,Bi渗入。动态下,腐蚀情况与静态下类似,但内外氧化层厚度均明显降低,尤其是内氧化层厚度大大降低,表明试样表面受腐蚀情况大大加重。     

Ag-Cu-Al-Y合金在Na2S溶液中的腐蚀行为研究

采用腐蚀失重法研究了Ag-Cu-Al-Y合金在Na2S溶液中的腐蚀动力学行为,利用金相(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)等手段分析了合金腐蚀前后显微组织,探讨了Ag-Cu-Al-Y合金在Na2S溶液中的腐蚀机理。结果表明,添加稀土Y能明显改善Ag-Cu-Al的抗硫化腐蚀性能,其中添加0.03at%Y的银合金具有最小的硫化腐蚀速率。在Ag-Cu-Al-Y合金的硫化腐蚀过程中,腐蚀优先发生在晶界处,腐蚀过程首先形成保护性的致密氧化物层(Y2O3和Al2O3),阻碍氧、硫离子进一步扩散;随着氧化层的逐步剥落,氧、硫离子迅速扩散进入合金内部,并优先与Cu反应形成Cu2S。腐蚀产物内层组织主要为致密氧化物层,外层疏松组织为氧化物和硫化物共存组织。     

Q235钢在氧化性含Cl气氛中的高温腐蚀行为

研究了500和600℃下N2-0.26％HCl-1.6％O2-3.2％CO2混合气体中Q235钢的高温腐蚀行为.结果表明,在两个温度下Q235钢均出现了明显的腐蚀增重.随着温度的升高,腐蚀速率迅速增加.在两个温度下形成的氧化膜比较类似,分层明显,外层为较厚的Fe2O3层,内层为Fe3O4.大部分氧化膜表面出现了剥落和起...     

超细晶铁素体-马氏体钢的高温氧化成膜特性及其对Pb-Bi腐蚀行为的影响

利用SEM、XRD、EPMA和XPS等研究了冷旋锻变形对9Cr2WVTa铁素体-马氏体钢在650℃空气中氧化膜形成过程的影响,在此基础上考察了预氧化制备氧化膜对9Cr2WVTa铁素体-马氏体钢在饱和氧液态Pb-Bi共晶(LBE)中腐蚀行为的影响.结果表明,冷旋锻变形量的增加可提高样品的抗氧化性能,63％变形处理使抗氧化性能略有提高,94％变形处理可显著提高抗氧化性能.相较于回火态样品,63％变形处理样品形成的氧化物仍主要为(Fe,Cr)2O3,只是氧化物颗粒尺寸略有下降;94％变形获得的超细晶样品中,不仅氧化物颗粒尺寸显著减小,而且促进了富Mn氧化物(MnCr2O4和Mn2O3)的形成.超细晶样品中大幅度提高的空位浓度和位错密度、以及增加的晶界数量,显著提高了元素的扩散速率,Mn的异常快速扩散促进了富Mn氧化物的形成,稳定性好的富Mn氧化物提高了氧化膜的致密性.650℃空气中预氧化处理20 h后,超细晶样品表面获得致密性良好的富Mn氧化膜,在550℃饱和氧LBE中腐蚀500 h后,预氧化制备氧化膜可有效阻止LBE对铁素体-马氏体钢的侵蚀,并抑制了Fe的外扩散.Mn在LBE中较高的溶解度会加快富Mn氧化膜的溶解,随着Mn的不断溶解和LBE的持续侵蚀,预制备氧化膜的致密性不断下降而最终破裂,腐蚀2000 h后,样品表面形成了连续的Pb-Bi腐蚀产物.     

奥氏体不锈钢的高温氧化行为

奥氏体不锈钢被广泛应用在工业、装修、食品、医疗机械等领域,具有良好的耐腐蚀性、耐高温性等。然而,在高温加热过程中,奥氏体不锈钢表面形成的氧化皮会造成钢板产生局部裂纹,影响钢的表面质量。对奥氏体不锈钢进行了高温氧化行为的研究,采用扫描电镜SEM、能谱分析仪EDS和X射线衍射仪XRD观察了钢表面氧化皮在加热和热轧条件下的演变过程。结果表明:在600℃时,奥氏体不锈钢表面会形成薄而致密的Cr_2O_3氧化层;随着温度的升高,钢表面逐渐形成了均匀的双层氧化层,且随时间的增加而增厚;在1250℃时,上层的氧化皮Fe_3O_4容易脱落,与基体分层,下层与基体结合紧密的氧化皮主要为FeO与Cr_2O_3和含Si元素形成的尖晶石氧化物。而轧制过程中,单层氧化皮脱落后,经过循环氧化破坏,基体表面为破碎块状组织,此时的氧化皮主要由铁的氧化物、Cr_2O_3沉淀以及FeCr_2O_4组成。