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行业资讯

不锈钢的抗氧化性

时间:2020-06-29    编辑:无锡不锈钢板    浏览:27

无锡不锈钢板厂家无锡汉能不锈钢2020年6月29日讯  氧化是形成富氧化物的氧化皮。一旦形成,氧化皮就会减慢进一步的氧化,除非它被机械去除或破裂,如果钢在负荷下变形,就会发生这种情况。在不锈钢中,在高温下使用(对于耐热类型高达1100℃),这是有利的,形成的水垢主要是富含铬的。重整的氧化皮层将防止进一步氧化,但在氧化物形成中损失的金属将降低钢部分的有效强度。


抗氧化性主要取决于温度,气体成分和水分含量以及钢种(主要是铬含量)。


奥氏体不锈钢是最佳选择,因为它们还具有比铁素体系列更好的高温强度。奥氏体的较高的热膨胀率可能导致诸如变形的问题,并且可能在热循环期间导致水垢损失(剥落)。


1.稳定氧化物形成的条件

氧化主要取决于大气中可用的氧气水平。涉及空气,二氧化碳和蒸汽的气体混合物都“支撑”氧化。抗氧化性是由于在钢表面上形成富铬氧化物(Cr 2 O 3)。一旦形成,它仅以缓慢的速率生长,从而保护下面的钢免于进一步氧化。氧化气氛条件支撑进一步氧化的阻力。水蒸气会不利地影响不锈钢的抗氧化性。


这可能是保护性氧化皮的可塑性降低的结果。作为一般规则,与干燥空气相比,湿空气中的最高使用温度应降低约40-65℃。高温蒸汽应视为特殊情况。


如果氧化物层在循环温度条件下破裂,则总氧化速率增加。对于奥氏体系列而言,这可能是一个问题,并且反映在“间歇”温度条件下的最低工作温度低于“连续”工作条件。相比之下,铁素体和马氏体不锈钢通常具有比连续工作温度更高的间歇性。


2.钢种(成分)对抗氧化性的影响

铬含量对于提供抗氧化性是最重要的。虽然铁素体430(1.4016)和奥氏体304(1.4301),316(1.4401)和321(1.4541)的18%Cr水平提供了“良好”的抗氧化性,但专门设计用于抗氧化的钢通常具有更高的铬含量范围。等级为20-25%,如310牌号(1.4845)。


镍还有助于提高抗氧化性。这可能是由于氧化层粘附性的改善。


还添加硅和铝以改善抗氧化性并且以有限的量存在于某些等级中,因为它们还可以不利地影响耐热不锈钢的可成形性和氧化性能。


以较少量添加的钙也可以有益于抗氧化性。


还添加了包括铈和钇在内的稀土元素,以制造一些特殊的耐热等级。通过辅助富铬氧化物层与金属表面的粘附,这些添加物可能具有与镍类似的效果。


使用这些组成益处的组合的耐热等级的一个例子是253MA(1.4835)。这种钢没有特定的铝范围,但添加氮气是为了提高强度。

BS EN 10095, 1.4835 元素, 含量 %

CSiCrNiNCe

0.05-0.121.40-2.5020.0-22.010.0-12.00.12-0.200.03-0.08


3.在使用温度下脆化

除了较低的高温强度外,铁素体钢在某些温度范围内可形成脆性成分。


应避免温度范围为370-540 C。在较高铬铁素体等级中,由于“σ”相形成,也可能在较高温度下发生脆化。如果25%铬1.4845(310)型在低于约900℃的温度下使用,这也是一个问题。在这些温度下维修后,可以在冷却到环境温度下进行维护。


对于这些“较低”的温度,“标准”奥氏体1.4878 / 14541(321),1.4401(316)或1.4301(304)可能是更好的选择,最高可达870 C左右,这是它们在空气中的最高使用温度。

  

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