高温氧化的纯铁和2.25Cr1Mo铁素体钢毕业设计翻译毕业论文.docVIP

高温氧化的纯铁和2.25Cr1Mo铁素体成本效益材料需求回收利用和生态能源生产国际压力稳步增加。然而，一些严重的腐蚀问题内部晶间腐蚀速率。一些商业锅炉材料Cr含量0.55％（重量） 2.25％（重量.这种铬浓度合金不足形成一个完整的致密。因此，高氧化动力学。在这研究中，用热天平系统纯铁和2.25Cr1Mo钢550 ° C会被氧化。为了量化（如表面，冷加工和晶粒尺寸）几个因素对整体氧化动力学用扫描电子显微镜氧化试样表面以及断面进行了分析。对于Cr含量低合金，晶粒尺寸减小导致氧化加速 通过推动氧气沿着合金晶粒边界扩散导致内在的氧化层形成 表面和冷加工的研究结果氧化过程复杂不同实验室结果比较应该做的。 C -600°C 的空气中，这将会导致管道遭到很严重的氧化。尽管有很多关于铁合金氧化的研究，但是还是有很多氧化问题还没有解决。一些研究机构认为低合金中的氧化主要靠铁元素的扩散，因为铁元素在铁中的扩散速率远高于在其氧化物中的扩散速率。即使在大的氧化物中扩散速率较慢。一些研究指出内部的氧化可能会通过氧气在氧化物晶界快速的扩散产生。另外的一些研究机构认为氧分子还可以通过氧化物的微观裂纹或者气孔进入，这也会导致内部的氧化加剧。 实验证明低合金钢在500-600 °C将发生内部腐蚀，图1a是低合金钢暴露在550 °C的空气中72小时后其横截面氧化图，表明用金标记的原始表面最先被暴露出来。 图1 a）是2.25Cr1Mo在550°C的实验条件下暴露72小时后得到得氧化层的组织图，b）图是在550°C时随Cr在Fe-Cr-O2系统中含量对氧化稳定性的影响。 表1 2.25Cr1Mo中个成分的含量 从Fe-Cr-O相图（图1b）可以看出各相得形成温度以及其化学成分。在550 °C时，再高的氧化电位时氧化形成Fe2O3和Cr2O3，，再低的氧化电位时氧化形成Fe3O4和FeCr2O4。FeO不会形成，因为它在570 °C以下不稳定。一般来说，铁锈由粗大的Fe2O3 和Fe3O4晶粒组成，通过外补贴的扩散来不断长大，而细晶粒能穿透内部的铁锈，通过氧的扩散来长大其成分主要是Fe3O4和 FeCr2O4 。 对于多晶材料来说，由于晶界可以提供高的扩散路径，基体的晶粒尺寸对于低合金钢的腐蚀起到了非常大的作用。目前研究的主要目的是弄懂和确定纯铁和铁素体低合金钢中基体晶粒度对氧化的影响，以及冷加工和表面与处理对氧化的影响。）） 2 材料和实验过程 纯铁和商业上经常用的2.25Cr1Mo ，表1已经把这中铁的化学成分列举出来。晶粒尺寸可以通过在1050 °C 的惰性气体里保温2到112个小时来调整（如图2a）。2.25Cr1Mo铁的显微结构表明其主要组成是铁素体，还有少量的碳化物。其晶粒尺寸测量使用平均线性拦截技术2.25Cr1Mo低合金钢氧化的影响，需要对不同的退火钢样品进行轧制。需要对四种冷加工状态进行研究（4%, 12%, 20% and 70%）。三种成分的光学显微组织如图2b。 尺寸为(10 x 10 x 3) mm3的试样被用来做热分析研究，，它们氧化前先用酒精清洗，然后放在有1200格的SiC纸上。在热平衡温度计上有一个有用石英做成的直径大约有1 mm的孔以便用来悬挂试样。等温线可以用精确到10-5g的感应微量天平结合氧化铝室和碳化硅炉氧化后标本中嵌入环氧树脂用仔细抛光降到1μm乙醇能谱X射线衍射μm 4% 晶粒尺寸=13μm 20% 晶粒尺寸=24μm 70% a b 图2 应用光学显微镜的观察微观结构在惰性气氛退火后的FeCr2O4 和Cr2O3）。抛物线常量（Kp）可以通过方程1来计算。 如图四a所示虽经历尺寸的增加氧化速率急剧下降，氧化速率下降主要由内部烟花层的增加引起的。对于2.25Cr1Mo钢来说，在550 °C的实验室中氧化72个小时后，晶粒尺寸由4μm长大到72μm。总体测量结果显示外层的厚度几乎没有发生变化。 图4b显示的是冷加工对2.25Cr1Mo钢氧化速率的影响，图中钢是在550 °C的实验室中氧化24小时后的结果，氧化速率随冷加工进行程度增加明显降低，在样品中，冷加工增加位错的密度进而增加了快速扩散路径的数量，因此，Cr可以快速扩散到界面内部。它表明Cr在尖晶石相中含量增加会使铁和氧在尖晶石相的扩散系数明显降低，进而降低内部和外部氧化层的生长速率。 样品中冷加工超过42%时，将会导致重结晶，这就会使位错密度降低，进而形成新的和非常小的晶粒，进而会给氧一个更快速的传输通