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至德钢业304不锈钢方管抗高温氧化性能实验检测

来源:至德钢业 日期:2020-07-22 10:50:33 人气:199

 高温氧化也是金属化学腐蚀的一种,是检验金属耐腐蚀性能的方法。浙江至德钢业有限公司研究的304不锈钢方管为主要应用于厨具制造,故进行抗高温氧化实验,检验所设计钢种在高温使用环境中是否可以满足要求很有必要。但是不锈钢方管在高温氧化的过程中,反应时间较长,反应机理复杂,只能根据高温氧化速率和氧化动力学理论了解试样腐蚀程度的大小,判断该钢种是否具有一定的抗高温氧化性能,满足厨具高温加热的使用条件。金属在高温含有氧气的气体中发生氧化反应后,表面会形成一层氧化膜,金属是否具有一定的抗高温氧化性,防止内部的金属进一步发生氧化反应,最主要的影响因素是氧化膜是否致密与完整。


  氧化动力学实验:抗氧化性能实验在SX-2.5-12型箱式电阻炉中进行,以GB/T13303—1991钢的抗氧化性能测定方法为依据,根据家用天然气的工作温度650~850℃,选取氧化温度为800℃、氧化时间为10 h。采用重量法中的增重法计量,通过试样单位面积、单位时间的氧化增重计算出平均氧化速度及氧化后的失重百分数,来评定其高温抗氧化性能。


  为保证实验的数据的准确性,通过多次实验求平均值的方式来计算304不锈钢方管在800℃、氧化时间为10小时后的增重率及高温氧化速率,来判断该试样是否在800℃有一定的抗高温氧化性。在实验开始前,将样品放于100℃烘箱中烘干至恒重,再放入电阻炉中高温氧化,试样过程中电阻炉内持续通入空气。实验完成后,通过称量样品前后的质量变化、表面积等来计算氧化速率增重率,进而表示304不锈钢方管是否在800℃具有一定的抗高温氧化能力。试样切割为直径为10mm,高度为5mm的圆柱形,按照国家标准打磨试样表面,抛光至光亮后进行实验。 304不锈钢方管抗氧化性能实验结果表,为304不锈钢方管试样在空气中800℃下氧化10小时前后测得的数据,1#(0.14%N)试样的氧化速率为根据GB/T13303—199l标准,材料的完全抗氧化级别的标准是氧化速率小于或等于。3个试样的氧化速率均小于,因此304不锈钢方管在800℃的抗氧化能力达到了完全抗氧化的级别。


  抗氧化实验后对试样表面氧化膜进行X射线衍射分析,运用Origin和XRD软件分析实验数据得到图。最后结合热分析实验所得结果和扫描电镜观察其表面组织,来判断高温氧化后氧化膜是否致密与完整。


  从图可以观察到,1#(0.14%N)试样经氧化后生成的表面物相包括未被氧化的镍、铬、铁的化合物,其表面氧化膜主要由铁、锰、铬、铜、镍的氧化物组成。2#(0.16%N)试样经氧化后生成的表面物相包括未被氧化的镍、铬、铁的化合物,其表面氧化膜主要由铁、锰、铬、铜、镍的氧化物组成。3#(0.19%N)试样经氧化后生成的表面物相包括未被氧化的镍、铬、铁的化合物,其表面氧化膜主要由铁、锰的氧化物组成。


  由图可以看出三个试样均发生了明显的氧化,每张图均能看到明显的白色氧化物,从2#(0.16%N)试样图中,还能看到制样时留下的磨痕,说明氧化增重量很少,氧化较少。从3#(0.19%N)试样图中,能看出有一团白色氧化物在晶界处分布,说明氧化最先从晶界处发生。


  从图可以看出,三个试样在800℃保温时,试样的质量先呈直线增长然后呈较为平滑的曲线增长,随着时间的延长,氧化速率逐渐趋于稳定,氧化增重曲线呈规律的抛物线形。2#(0.16%N)试样在氧化前期出现小幅回落,可能是由于氧化初期铬元素与氧反应生成三氧化二碳,短暂的阻碍了氧化的进行。


  根据GB/T13303—1991标准,材料的完全抗氧化级别的标准是氧化速率小于或等于。3个试样的氧化速率均小于标准值,因此304不锈钢方管在800℃的抗氧化能力达到了完全抗氧化的级别。


本文标签:304不锈钢方管 

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