高溫抗氧化性能是耐熱不銹鋼材料的一種重要性能數(shù)據(jù)，在確保不銹鋼材料基本性能的前提下，適當(dāng)?shù)靥砑雍辖鹪厥歉纳坪吞岣呓饘倏寡趸阅艿闹匾蛩?，比如加入鉻元素可以在不銹鋼表面產(chǎn)生致密氧化保護(hù)膜，從而有效增強(qiáng)其高溫抗氧化性能。

310S不銹鋼棒高溫抗氧化特性

比較典型的耐熱不銹鋼310S屬于高鉻高鎳奧氏體不銹鋼，它不但擁有優(yōu)秀的耐腐蝕、力學(xué)性能，還具備良好的高溫耐氧化性、抗蠕變性。所以被大量使用在各種高溫爐、特殊環(huán)境的高溫部件等。

有關(guān)耐熱不銹鋼310S的高溫氧化機(jī)制，本文從其氧化膜的形貌、分布、結(jié)構(gòu)和形成機(jī)制進(jìn)行了研究。

試驗(yàn)樣品取自太鋼奧氏體耐熱不銹鋼310S熱板，化學(xué)成分為碳0.055、硅0.50、錳1.03、鉻25.52、鎳19.25。

把不銹鋼樣品切割成30mm×15mm×4mmm，每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)使用3種平行樣，對(duì)試樣進(jìn)行研磨，通過水砂紙打磨除去表面氧化皮和線切割加工痕跡，再用乙醇清洗吹干。另外準(zhǔn)備和試樣相同數(shù)量的坩堝并各自編號(hào)，再用電阻加熱爐對(duì)它進(jìn)行烘烤，使坩堝中的殘留物質(zhì)充分發(fā)揮，保持質(zhì)量恒定。把高溫氧化的試樣直接放到坩堝中，一起放進(jìn)箱式電阻爐中進(jìn)行高溫氧化。試驗(yàn)氣氛是空氣，氧化溫度分別是800、900、1000℃，每個(gè)試樣的處理時(shí)間分別是20、40、60、80、100、120、140h。氧化完成后進(jìn)行稱重并記錄，稱重儀器為電子分析天平。高溫氧化試驗(yàn)結(jié)束后，再用X射線衍射儀對(duì)氧化產(chǎn)物進(jìn)行物相分析，用掃描電子顯微鏡、能譜儀分析氧化膜的表面形貌。

實(shí)驗(yàn)分析的結(jié)果顯示，耐熱不銹鋼310S在800、900、1000℃下都能顯示出良好的抗氧化性能。每個(gè)溫度下隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，都出現(xiàn)不同程度氧化增重的趨勢(shì)，不過隨著時(shí)間延長(zhǎng)氧化趨勢(shì)會(huì)減緩，另外隨著溫度的升高，氧化速率也會(huì)加快。

其次氧化膜由外層致密的尖晶石MnCr2O4、Cr2O3和內(nèi)層的SiO2組成，隨著溫度的升高，MnCr2O4衍射峰增強(qiáng)，生成物增多。三層致密的結(jié)構(gòu)再加上氧化物自身優(yōu)秀的抗氧化性能，會(huì)使耐熱不銹鋼310S整體都表現(xiàn)出非常不錯(cuò)的抗高溫氧化性能。