Cr含量对2.25Cr-1Mo钢蒸汽氧化性能的影响

对第四代核电主体结构材料2.25Cr-1Mo钢中铬含量对蒸汽氧化性能的影响进行了研究。完成了500℃/0.1 MPa下600 h的高温蒸气氧化实验,并利用分析天平测量氧化增重,采用扫描电镜、X射线能谱和X射线衍射仪表征氧化膜的结构特征和物相。实验结果表明,Cr质量分数为1.99%和2.37%的实验钢氧化增重曲线都符合立方规律,氧化膜均为典型的双层结构;Cr质量分数为1.99%的实验钢氧化增重多,氧化膜外层孔洞较多,表面有裂纹;Cr质量分数为2.37%的实验钢具有更好的抗蒸汽氧化性能,可为冶炼目标成分控制提供参考。     

核能用2.25Cr-1Mo钢水蒸气氧化行为

 为了研究核电用2.25Cr-1Mo钢的抗蒸汽氧化性能,在500 ℃、0.1 MPa水蒸气条件下,对2.25Cr-1Mo耐热钢进行了600 h的氧化试验,利用分析天平测定样品氧化增重,获得氧化动力学曲线,通过扫描电镜观察分析了氧化膜的形貌和结构,结合X射线衍射和能谱分析对氧化产物进行物相分析。试验结果表明,2.25Cr-1Mo耐热钢的氧化增重曲线符合立方规律;氧化膜为双层结构,氧化膜内层较为致密的主要物相为(Fe,Cr)₃O₄尖晶石,氧化膜外层疏松多孔主要物相为Fe₃O₄和少量Fe₂O₃;腐蚀速率测定结果表明,该材料具有较好的抗蒸汽氧化性能。     

Cr含量对2.25Cr-1Mo钢蒸汽氧化性能的影响

对第四代核电主体结构材料2.25Cr-1Mo钢中铬含量对蒸汽氧化性能的影响进行了研究.完成了500 ℃/0.1 MPa下600h的高温蒸气氧化实验,并利用分析天平测量氧化增重,采用扫描电镜、X射线能谱和X射线衍射仪表征氧化膜的结构特征和物相.实验结果表明,Cr质量分数为1.99％和2.37％的实验钢氧化增重曲线都符合立...     

FeMnAlC TWIP钢加热过程中的氧化行为GD-OES研究

摘要：以成分（质量分数）为Fe-16%Mn-1.5%Al-0.6%C-0.11%Cr的TWIP钢为研究对象，采用模拟试验研究了加热过程中的氧化行为，使用GD-OES分析了加热温度和加热气氛中O2含量对表面元素深度分布的影响。结果表明，当TWIP钢在N2-0.05%（体积分数）O2的气氛中加热至550~700℃时，表面会形成Fe-Mn氧化层，次表层会形成贫锰层、脱碳层及内氧化层，各层厚度随加热温度升高而增大。在氧化性气氛中加热时，Al元素优先在次表层形成内氧化，少量的Cr元素在氧化层/基体界面上形成外氧化，表面氧化层中基本不含Al和Cr。当加热温度为650℃时，气氛中O2体积分数在0.025%~0.2%之间变化对氧化层厚度影响较小，均可获得厚度介于400~500nm的氧化层。由此可见，为获得TWIP钢合适的预氧化层厚度，同时减少预氧化层/基板界面位置的氧化物，直火加热出口温度控制比空燃比控制更重要。     

45钢热浸镀铝扩散退火后的结构与性能研究

采用X射线衍射仪(XRD)和能谱仪(EDAX)对45钢热浸镀铝扩散退火后表层和渗层的组织结构进行了研究,结果表明,表层为Al2O3,过渡层为FeAl、Fe3Al化合物.采用失重法研究了45钢热浸镀铝扩散退火后的抗高温氧化性能和耐磨性研究,高温氧化试验结果表明,渗铝45钢的抗氧化性能和与1Cr18Ni9Ti不锈钢的抗氧化性相当,耐磨性优于调质处理的45钢.     

蒸汽温度对G115钢氧化行为的影响

研究了马氏体耐热钢G115在600~700℃的蒸汽氧化行为。通过对氧化增重的测量得到了不同温度下的氧化动力学曲线。采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)及其附带的能谱仪(EDS)对氧化皮的形貌和结构进行了分析。氧化增重结果表明,G115钢600℃的氧化速率显著低于650和700℃。650℃前150 h的氧化增重比700℃低,后期反而比700℃的氧化增重更高。氧化皮形貌和结构的观察结果表明,600℃形成的氧化皮由氧化皮外层、氧化皮内层和内氧化区组成,氧化皮中无明显的富Cr层。在650和700℃氧化时,早期的氧化皮中含有内氧化区,但内氧化区随着氧化时间延长而逐渐消失,外氧化的富Cr在氧化皮/基体界面附近形成。700℃时内氧化区向外氧化层的转变比650℃更快。升高温度一方面使扩散系数提高而加速整体氧化速率,另一方面降低了外氧化转变所需的Cr临界值而促进外氧化富Cr层形成,进而延缓氧化。总的来说温度对G115钢的蒸汽氧化行为具有复合影响。     

Nb对铸造双相耐热钢高温氧化的影响

摘要：为探究Nb对双相耐热钢高温抗氧化性能的影响规律，采用扫描电镜、能谱分析和XRD等分析测试手段研究了1000和1100℃下含Nb双相耐热钢高温氧化性能。结果表明，双相耐热钢氧化层结构为氧化外层(MnCr2O4)→氧化内层(Cr2O3)→Si的内氧化层；Nb的加入加速双相耐热钢的表层氧化膜生长，降低了其抗氧化性能；随着Nb含量的增加，表层基体内部形成富Nb相，促进Si的沿晶界氧化而抑制Si的界面氧化，Cr2O3层和Si的内氧化层厚度均增加。在对高温抗氧化性能要求高的情况下，本双相耐热钢中Nb的质量分数应控制在0.8%以下。     

硼对奥氏体不锈钢高温氧化性能的作用机理

采用氧化增重法研究了B对0Cr25Ni20B钢的高温抗氧化性能的影响,通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析和X射线衍射等方法分析了0Cr25Ni20B钢高温氧化膜的形貌、组成结构及元素分布等,揭示了B对其高温氧化性能的作用机理。结果表明,在高温氧化过程中,加入0.4%的B可以促使耐热钢板材表面形成致密的氧化物薄膜,形成的硼酸盐(Fe₃BO₆)能够抑制氧化行为的深入发展,对材料的抗高温氧化性能有增益作用。     

过/再热器管道高温蒸汽氧化相图计算

 为了研究过/再热器管道内壁普遍存在与高温蒸汽反应导致的氧化现象,利用Thermo-Calc相图计算软件对几种钢质管材在不同环境下的氧化产物进行了理论分析。结果表明,对高温蒸汽环境的调控应该与管材材质相关联考虑;耐热钢材质的变化不改变氧化层的宏观结构,但可以改变氧化物组成;从T23、P91到TP347,氧化层中FeCr₂O₄致密氧化物质量分数增加,其抗氧化性能递增。德国新近研发的HiperFer17Cr5耐热钢,可以在较宽的氧分压范围内形成以FeCr₂O₄为主的致密氧化层,且通过添加钨、铌兼具更好的高温强度,具有较好的应用前景。     

（Fe，Cr）3O4尖晶石层是解决高Cr铁合金在高温下加速氧化的关键

用热解析分光仪（TDS）检测了Fe—10Cr合金在750℃蒸汽中氧化后氧化层中溶入的氢的含量,发现溶入的氢主要存在于合金表面形成的（Fe,Cr）3O4尖晶石层中,结果说明,高Cr铁素体钢的加速氧化与高温蒸汽的存在密切相关。使用（Fe,Cr）3O4／CoO扩散体系,研究了在氩或蒸汽气氛中的阳离子扩散性,结果表明,Fe离子在（Fe,Dr）3O4中的扩散性在蒸汽中比氩气氛中大,指出氢（质子）促进Fe离子从Fe—10Cr合金中向外扩散,这是直接影响含Cr钢在高温蒸汽中加速氧化的原因。     

铝对抗磨耐热钢抗氧化性的影响

 研究了不同铝含量的Fe 25Cr 20Ni在900 ℃、1000 ℃和1100 ℃的高温氧化行为。其中,Fe 25Cr 20Ni 472Al在900 ℃、1000 ℃和1100 ℃时的平均氧化速度比Fe 25Cr 20Ni分别降低47.14％、58.14％和17.49%。X射线衍射分析结果表明,氧化膜主要为Fe、Cr的氧化物和尖晶石（NiCr2O4、FeCr2O4）,其中在Fe 25Cr 20Ni 472Al合金中检测到了Al2O3。对氧化后试样截面进行扫描电镜观察和能谱分析,结果表明,不含铝以及铝的质量分数为1.68%和7.10%的试样氧化后氧化膜分为两层：即厚度较为均匀,存在较多的破碎、剥落的外层和外层与基体之间的较为致密,但存在空穴的内层;铝的质量分数为4.72 %的试样氧化膜较为致密,基本无剥落,分层现象不明显,生成的Al2O3存在于氧化膜的最外层,有效防止了材料的进一步氧化。     

抗高温蒸汽氧化ZrC/Cr复合涂层制备与性能研究

采用预制涂层粉末方式在锆合金表面激光熔覆涂层,成功制备出了不同成分配比的ZrC/Cr复合涂层管。涂层厚度90-120μm,组织均匀致密,与基体结合良好。对涂层管进行高温蒸汽氧化试验,结果发现,ZrC/Cr复合涂层抗高温蒸汽氧化性能受成分配比影响显著,ZrC与Cr粉末配比为1:4的复合涂层在1204℃高温水蒸气环境中表现出了良好的抗高温水蒸气氧化性能,氧化增重约为无涂层锆合金包壳管氧化增重的一半。     

TiC?NiCrCoMo钢结硬质合金的制备与高温氧化性能

以镍基合金（NiCrCoMo）为粘结相,以碳化钛（TiC）为硬质相,通过粉末冶金技术制备出抗高温氧化的TiC?NiCrCoMo钢结硬质合金。通过优化烧结工艺得到综合性能最佳的TiC?NiCrCoMo钢结硬质合金,测定了钢结硬质合金在不同温度下的氧化动力学曲线,并分析了氧化层的显微形貌。结果表明,经1280 ℃烧结的TiC?NiCrCoMo钢结硬质合金综合性能最佳,密度为6.01 g/cm3,硬度为HRC 65,抗弯强度为1100 MPa。随着氧化温度的升高,TiC?NiCrCoMo钢结硬质合金的氧化程度明显增加;通过与316L不锈钢钢结硬质合金的氧化动力学曲线对比发现,TiC?NiCrCoMo钢结硬质合金具有优异的抗高温氧化性能。     

310S耐热不锈钢高温循环氧化性能

研究了310S耐热不锈钢在800、900、1000、1100、1200℃时高温循环氧化性能,采用SEM、XRD、EDS对高温循环氧化生成物进行分析。实验结果表明:1000℃以下时,钢的氧化速率较为缓慢,当温度达到1200℃时其氧化速率急剧增加。310S耐热不锈钢高温循环氧化产物分为3层,外层是FeO·Cr2O3和尖晶石结构的MnCr2O4,中间为Cr2O3,内层为SiO2氧化膜,这种结构是其具有良好耐高温氧化性能的主要原因。     

Fe-Cr钢在空气中的氧化行为

 为了测定不同质量分数的铬元素对钢高温氧化行为的影响,采用热重法对Fe-5Cr钢与Fe-10Cr钢在800～1 200 ℃下进行高温氧化研究。建立了两钢种的氧化动力学模型,计算出了两钢种的激活能。利用金相显微镜和X射线衍射对两钢种氧化后的断面形貌和物相进行了分析。结果表明,两钢种的高温氧化动力学曲线遵循抛物线规律,Fe-5Cr钢的激活能小于Fe-10Cr钢。800 ℃下,Fe-5Cr钢生成不连续的氧化铁皮,Fe-10Cr钢氧化铁皮极少部分形核。900～1 200℃下,氧化铁皮结构由外向里依次为Fe₂O₃、Fe₃O₄和Cr₂O₃。由于Cr₂O₃的阻碍作用,氧化铁皮中没有发现FeO。由于高温和高氧分压,Cr₂O₃失效,导致两钢种在1 000～1 200 ℃下具有相似的氧化速率。     

La-Ce处理对75Cr1钢夹杂物和耐蚀性影响的工业试验

锯片长期在共振、较大侧压力、拉应力以及与冷却介质接触下服役，要求锯片钢具有一定的弹性强度、疲劳强度、冲击韧性和耐蚀性能。钢中非金属夹杂物会打破钢基体的连续性，易引起钢中裂纹的产生，并对钢的耐点蚀性能有着重要的影响。通过对工业试验所生产的不同稀土含量的75Cr1锯片钢进行夹杂物特征分析、电化学极化试验和腐蚀失重试验，研究了稀土处理对75Cr1钢洁净度和耐蚀性的影响。结果表明，适量的稀土处理可以显著脱除钢中氧、硫元素，变质钢中夹杂物，提高钢基体的耐蚀性。未添加稀土的75Cr1钢中总氧质量分数为0.002 0%,总硫质量分数为0.001 2%;钢中典型夹杂物为Mg-Al-O复合氧化物夹杂和CaS+MnS夹杂，夹杂物平均尺寸为2.1μm;钢的点蚀电位和自腐蚀电位分别为-410 mV和-1 000 mV。铈质量分数为0.013 6%和镧质量分数为0.007 2%的75Cr1钢中总氧质量分数和总硫质量分数分别为0.001 1%和0.000 8%;钢中典型夹杂物为RE_xS_y+CaS以及少量的Al₂O₃夹杂，钢中夹...     

SPAH钢集装箱板连铸坯加热氧化特性

通过实验室箱式电阻炉对SPAH钢(%:0.05C、0.25Cu、0.12Ni、0.41 Cr)连铸坯试样进行900～1 250℃,20 min氧化试验,并用扫描电镜和X-射线能谱仪观察和分析了试样氧化层的组织和成分。结果表明,随加热温度增加,钢的氧化速度急剧增加,同时氧化层中的Cu富集相增加;≤1 000℃加热时,晶界氧化占主导,1 000℃以上加热,晶内氧化占主导。因此SPAH钢集装箱板连铸坯加热时,应减少高温段的加热时间,以便减少氧化烧损。     

新型奥氏体耐热钢NH4的高温氧化性能研究

通过增重法研究了新型奥氏体耐热钢NH4在700、900℃和1 000℃空气中的抗高温氧化性能。结果表明,NH4钢在700、900℃和1 000℃时的平均氧化速率分别为:0.064 g/(m2.h)、0.083 g/(m2.h)和0.278 6g/(m2.h)。在700℃和900℃时的氧化层是由外层的Cr2O3和内层的SiO2、Al2O3组成,在1 000℃时是由Cr、Si和Al 3种元素的混合氧化物组成。     

C-Mn-Cr-Nb系低合金钢抗氢致开裂性能

 研究了一种低C、低Mn、高Cr和高Nb低合金钢经控轧控冷及轧后回火处理后性能与组织的变化,并对试验钢进行了抗氢致开裂(HIC)试验。结果表明：与轧态相比,回火处理后试验钢的力学性能有较大提高,600℃左右回火后屈服强度由轧态519MPa增加到626MPa,抗拉强度由653MPa增加到705MPa,且韧性基本未降低,回火处理后组织仍以针状铁素体为主,回火后M/A岛尺寸减少。此外,轧态与回火态钢均能满足抗HIC试验衡量标准,回火处理后抗HIC性能优异。降低Mn质量分数能显著提高低合金钢抗HIC性能,提高Cr质量分数和Nb质量分数能有效强化低Mn钢的强度。     

低铬和中铬含钛铁素体不锈钢高温氧化行为

通过对低铬（409L）和中铬（439）含钛铁素体不锈钢在900 ℃下空气中开展恒温氧化试验,获得了两种钢的氧化动力学曲线,并结合EPMA、SEM和XRD等方法对氧化皮的结构进行了分析。结果表明,409L和439氧化动力学曲线均遵从抛物线规律,但409L抛物线速度常数远高于439;409L氧化80 h后氧化层结构由外侧Fe2O3和内侧(Fe,Cr,Mn)3O4复合尖晶石组成;439氧化80 h后氧化层外侧则由Cr2O3和(Cr,Mn)3O4尖晶石组成,内侧为一层SiO2,基体内还伴有钛的内氧化;较高的铬含量能保证TiO2内氧化颗粒稳定存在,而TiO2内氧化颗粒阻止离子迁移,显著降低氧化速度。