无缝管镀铬效果耐热钢的抗氧化性能

钢与合金在高温下不可避免地会与氧起化学反应，并在其表面生成氧化膜。从铁-氧相图可以看出，铁的氧化在560℃以上加剧，这是由于氧化膜中出现了FeO的缘故。此时的氧化膜由三层组成，最表层为Fe2O3,中层为Fe3O4，最里层与铁接触的部分为FeO。由于FeO中空位较多，氧原子易于向内扩散与铁离子结合，因此氧化加剧。为了提高铁的抗氧化性，首先要防止FeO出现，最好能形成含有合金元素的、结构致密并与钢件牢固结合的氧化膜。

铁中加入Cr、Al、Si等元素后，可提高FeO出现的温度。如含1.03%的铬，可使FeO在600℃出現；1.5%铬可使FeO在650℃出现。而1.4%的硅，可使FeO在750℃出现；1.1%Al+0.4%Si，可使FeO在800℃出现；比较高的Cr、Al、Si含量，可使FeO，即使在800～1200℃也不出现。而且，当钢中含有这些元素时，在高温下可形成合金氧化膜，如Cr2O3、Al2O3或FeO，Cr2O3、FeO?Al2O3、Fe2SiO4等，这些合金氧化膜对基体具有良好的保护作用。

由于硅在高含量时显著增大钢的脆性，所以一般限制其含量在3%以下。几种常用合金元素对钢抗氧化能力的影响如图4-6所示。就铬的影响而言，钢的使用温度与铬含量的关系，如图4-7所示。从图4-7中可以看出，在600～650℃，钢中需有5%的铬，才有足够的抗氧化性；在800℃左右时，就要含12%的铬才抗氧化；950℃就需要20%的铬；1100℃则必须含有28%的铬才可抗氧化，如此等等。假如用铝，在600～650℃需要4%的铝；850℃需要7%的铝。如果综合使用Cr、Al、Si元素，则可发挥更大的抗氧化效能。例如，6%Cr加2%可把抗氧化温度提高到900℃，其氧化膜结构由内向外是：(FeO)2?SiO2，FeO?Cr2O3，Fe3O4，Fe2O3。

一般情况下，铬铝钢表面的氧化膜其成分与结构和钢的化学成分有关。在Cr和Al含量较少时，氧化膜主要为铁的氧化物；Al含量多时，氧化膜主要有Al2O3组成；Cr含量多时，氧化膜主要由Cr2O3组成。当钢表面形成Al2O3或Cr2O3时，钢有良好的抗氧化能力，并且在抗温度剧变能力方面，Cr2O3比Al2O3要优越。

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