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至德鋼業310S不銹鋼管表面氧化膜形貌分析報告

來源:至德鋼業 日期:2019-11-11 14:25:56 人氣:129

  310S不銹鋼管在幾種溫度下腐蝕浸泡后的表面宏觀形貌如圖所示,由圖可知,在幾種溫度下,試樣表面均生成了一層氧化膜,380℃條件下的為厚的黑色(微帶棕色),550℃條件下的為薄的黑色,650℃條件下的為薄的棕色,表明表面氧化程度或產物不一樣。據經驗初步判斷,黑色的應為Fe3O4,棕色的應為Fe2O3。未發現皺褶、膨脹或裂紋,表明膜的生長對應力或應變不敏感。

 

  310S不銹鋼管在380℃/25MPa、550℃/25MPa、650℃/25MPa分別浸泡不同周期后的氧化膜表面形貌如圖所示,可以看出氧化膜未出現大面積的剝落,總體比較完整。腐蝕溫度和腐蝕時間對氧化膜形貌有重要影響,主要是在擬臨界到超臨界溫度區間,隨試驗溫度升高,310S不銹鋼管生成的氧化物顆粒尺寸略有增大。不同溫度條件下,隨腐蝕時間增加,氧化膜形貌顆粒尺寸變化無規律,或增加,或減小,或基本不變。380℃條件下,氧化物表面形貌隨時間變化存在較大差別,當腐蝕時間為400h時,氧化膜由150nm左右的顆粒組成,到2000h尺寸增加至300nm,同時局部表面出現稀疏的大顆粒氧化物(貧Cr、Ni);550℃腐蝕后,氧化膜由300nm左右的顆粒組成,到2000h尺寸基本不變;50℃腐蝕后,氧化膜由500nm左右的顆粒組成,到2000h尺寸略有減小。

 

  由此可知,在幾種溫度條件下,Cr元素在氧化膜中主要以Cr2O3形式存在,Fe元素在氧化膜中主要以Fe3O4的形式存在,550℃腐蝕3000h條件下還出現了FeCr2O4的形式。不同溫度條件下,Ni基本無形成氧化物,這是由于金屬Ni比Fe和Cr穩定,且Ni在氧化膜中的擴散速度比Fe或Cr要慢,因此,氧化膜中Ni幾乎未發生氧化反應。采用透射電鏡分析,可發現380℃水中腐蝕2000小時后,310S不銹鋼管表面的外層膜主要由不連續的Fe3O4組成,約為0.5μm,內層膜為Fe3O4、FeCr2O4、Cr2O3等組成的多晶體,基體為面心立方的奧氏體組織。可發現550℃水中腐蝕后膜的分層不明顯,很薄。可發現650℃水中腐蝕3000h后,310S不銹鋼管表面的外層膜主要由不連續的Fe3O4組成,約為0.5μm,內層膜為Fe3O4、Cr2O3、FeCr2O4等組成的多晶體,基體為面心立方的奧氏體組織。


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本文標簽:310S不銹鋼管 

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