双相不锈钢表面高温初始氧化过程的分析

发布时间：2020-09-01 15:05

　　 双相不锈钢因其独特的两相组织,兼具单一的铁素体和奥氏体不锈钢特点,如力学性能和耐腐蚀性能,因此在许多领域可替代奥氏体不锈钢。由于双相不锈钢制备、成型过程中,常常经历热加工过程,热加工过程中会发生高温氧化,对双相不锈钢的表面质量产生较大影响。目前双相不锈钢高温氧化研究主要集中于氧化动力学,而针对其在氧化过程中各相表面所形成氧化物结构、类型的研究却相对匮乏,尤其是氧化初始过程各个相氧化过程方面的研究。为了深入分析双相不锈钢各个相的高温初始氧化过程,本文选取2205双相不锈钢和2507双相不锈钢为研究对象,对其进行了短时间氧化实验,分析了双相不锈钢表面氧化物的组成、结构和形貌。对更好的理解双相不锈钢的高温氧化行为具有一定的参考意义。对2205双相不锈钢在密闭空气气氛下高温(1050℃)短时间氧化时表面氧化膜形成过程的观察发现,氧化初始阶段,双相不锈钢中铁素体和奥氏体表面氧化程度和氧化物类型明显不同,铁素体表面主要是以含铬的氧化物为主,而奥氏体相表面则以含Fe类型氧化物为主,铁素体相初始氧化阶段的抗氧化能力优于奥氏体相。随着氧化时间的延长,两相表面含铁和含铬类型氧化物的相对含量发生了明显变化,铁素体相表面含铁类型的氧化物增多,即氧化速度加快;而奥氏体相表面含铬类型的氧化物增多,表明氧化速度趋于平稳。对2507双相不锈钢在密闭空气气氛下高温(1150℃)短时间氧化时表面氧化膜形成过程的观察发现,初始氧化阶段铁素体相的抗氧化能力优于奥氏体相。但从氧化物中各元素成分来看,两相表面氧化物成分较为相似且Cr含量接近基体;随着氧化时间的延长,铁素体相反应加快,奥氏体相较为稳定,超过20 min时,两个相的氧化表面已无法分辨,在表面形成致密完整的氧化层。该氧化层成分为Fe、Cr和O。综合两种双相不锈钢的氧化形貌发现,在密闭空气环境中,双相不锈钢表面极易形成颗粒状含氮、氧化合物,并优先形成于铁素体相表面。当氧化达到一定时间后,奥氏体表面也析出了该化合物,且其大小和数目均随着氧化时间的增加而增大,最终分布在整个试样表面,该含氮、氧化合物的形成对两相选择性氧化有较大的影响。
【学位单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TG142.71

【参考文献】

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本文编号：2809895