稀土低合金钢的高温氧化行为研究

发布时间：2017-11-06 03:13

本文关键词：稀土低合金钢的高温氧化行为研究

【摘要】：在加热过程中，在钢表面会发生氧化现象。钢表面生成的氧化铁皮、会降低成材率、影响钢的性能、降低钢的品质，造成巨大的能源浪费以及资源浪费。所以，研究如何减少钢的氧化具有重要意义。本文研究以实验为主，采用增重法对试样进行氧化实验，对加入镧铈混合稀土为0%、0.0095%、0.0134%（质量分数）的低合金钢在空气气氛下、加热温度为950℃、1050℃、1150℃和1250℃的条件下进行高温氧化，氧化时间分别为30min、120min和12h。根据实验所得数据绘制氧化动力学曲线，并计算得到试样钢的氧化速率常数和氧化激活能。分析比较低合金钢的化学成分、加热温度、保温时间等各个因素对低合金钢高温氧化的影响，主要研究稀土含量不同的低合金钢氧化动力学规律，观察低合金钢氧化膜表面以及断面的形貌，并且探讨稀土在低合金钢中高温氧化时的作用机理，为实际应用提供理论依据。实验结果表明：在空气的气氛下，当氧化温度为950℃~1150℃时，低合金钢氧化动力学遵循抛物线规律，氧化膜具有保护性。稀土的添加提高了低合金钢的反应激活能，降低了氧化速率常数，提高了低合金钢抗高温氧化性能，且稀土含量较高的低合金钢，抗高温氧化性能更好。氧化2h后含稀土0.0134%及0.0095%的试样钢氧化激活能比稀土含量为0%的提高97%及63%，速率常数分别降低了48%和20%。在空气的气氛下，当氧化温度为1250℃、氧化时间在65min内时，低合金钢氧化动力学遵循直线规律，氧化膜不具有保护作用，反应速率受到界面反应控制，添加的稀土越多，氧化速率越快，此时稀土的添加不利于提高低合金钢的抗氧化性；氧化时间超过65min后，低合金钢氧化动力学遵循抛物线规律，氧化膜具有保护作用的，反应速率受扩散控制，，添加的稀土越多，其抗氧化性能就越好。在低合金钢中加入稀土元素能够明显的细化氧化膜的组织晶粒，增加氧化膜与低合金钢基体之间的接触面积，增强了氧化膜与低合金钢基体的粘附性，使氧化铁皮不易发生开裂和脱落。并且添加稀土不能改变氧化膜的物相组成。
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.1

【参考文献】

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