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不锈钢高温氧化性质
浏览:0 发布日期:2017/8/3 10:36:18
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)

四、在高温下不同环境下的腐蚀考虑(STS)

① 加入合金元素后,基体金属(A)、合金元素(B)在氧化时可能出现三种情况:1.形成A氧化物中有B离子2.形成的B的氧化物中含有A离子;A,B各自形成氧化物。

     在P型半导体(金属离子空位)加入低价合金元素离子;如NiO的氧化膜中溶进一些一价Li离子,所以Ni++通过空位的传导性减弱。

     在N型半导体(阴离子空位)加入较高价的合金元素离子;

这样会导致阴离子空位的降低,使氧离子传导削弱,钢的抗氧化性也将提高。

② 加入合金元素,提高氧化膜的稳定性

合金元素氧化物按点阵结构、离子半径、电负性的条件的不同,稳定性不同。Cr、Al、Si的氧化物点阵结构接近Fe3O4,它们的离子半径比铁小,易稳定密度大的Fe3O4,缩小FeO形成温度。Mn、Cu的离子半径大于铁,易溶于疏松的FeO,他们是FeO的稳定剂,扩大FeO的相区,降低FeO形成温度。 

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