温度对高锰高铝钢氧化动力学规律的影响

摘要：

为了明确高锰高铝钢在高温下氧化的动力学规律,采用恒温氧化法研究了高锰高铝钢在干燥空气中温度为900～1 300℃时的氧化行为,利用XRD、SEM+EDS对氧化皮横截面和表面的的物相及形貌结构进行了分析,并利用FactSage软件对样品在不同氧分压和不同氧化温度下生成的物相进行了计算.结果表明,温度为900～1 300℃时,高锰高铝钢氧化均遵循抛物线规律.温度小于1 100℃时,氧化反应活化能为128.04 kJ/mol,高锰高铝钢氧化皮外层为富锰氧化物,中间层为锰铁氧化物,内层主要是锰铁氧化物还有少量氧化铝.中间层和内层中存在大量的气孔,中间层靠外侧的气孔为束条状气孔,靠内侧为无规则大圆形气孔,内层的气孔多为均匀分布的小尺寸气孔.温度大于1 200℃时,氧化反应活化能为212.84 kJ/mol,高锰高铝钢氧化皮有3层,但成分与温度小于1 100℃时的氧化结果差异较大,外层为锰铁氧化物,中间层为富锰氧化物,内层以锰铁氧化物为主还均匀分布有少量Al2O3颗粒.高锰高铝钢氧化皮的致密性、连续完整性均优于温度小于1 100℃时氧化皮,对氧化过程的阻碍作用明显强于温度小于1 100℃时的氧化皮.两温度段的氧化限制性环节在温度小于1 100℃时为金属离子的扩散,而在温度大于1 200℃时为氧离子的扩散.高锰高铝钢金属基体在氧化过程中,温度小于1 100℃时会形成无规则的楔形沿晶氧化物,而在温度大于1 200℃时会产生颗粒状锰铁复合氧化物及少量A1N.

关键词：高锰高铝钢、高温氧化、氧化动力学、活化能、氧化机制

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分类号：TQ031.7;TG172.82;O643.36

资助基金：国家自然科学基金52074199

在线出版日期：2023-04-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：138-147,156