晶粒尺寸对耐热钢在高温水蒸汽中的氧化行为的影响

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1、第33卷第4期中国腐蚀与防护学报Vol.33No.42013年8月JournalofChineseSocietyforCorrosionandProtectionAug.2013晶粒尺寸对耐热钢在高温水蒸汽中的氧化行为的影响12111袁军涛吴细毛王文朱圣龙王福会1.中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室沈阳1100162.东北电力科学研究院有限公司沈阳110006摘要：从氧化动力学、氧化膜相组成及微观结构方面，研究了晶粒尺寸对18Cr-8Ni耐热钢在700℃下的高温水蒸汽中氧化行为的影响。结果表明：晶粒细化提高了耐热钢的抗水蒸汽氧化性能，降低了其氧化增重，推迟

2、了失稳氧化的发生；晶粒细化改变了耐热钢氧化膜的微观结构，减小了“弹坑”区的尺寸且促进了“弹坑”区与合金界面上富Cr氧化物层的形成；晶粒细化对耐热钢抗水蒸汽氧化性能的改善主要归因于其对氧化物的形核和Cr向氧化膜/合金界面扩散的促进作用。关键词：晶粒尺寸耐热钢水蒸汽高温氧化中图分类号：TG172文献标识码：A文章编号：1005-4537(2013)04-0257-08EffectofGrainSizeonOxidationofHeat-resistantSteelsinHighTemperatureWaterSteam12111YUANJuntao,WUXimao,WANG

3、Wen,ZHUShenglong,WANGFuhui1.StateKeyLaboratoryforCorrosionandProtection,InstituteofMetalResearch,ChineseAcademyofSciences,Shenyang110016,China;2.NortheastElectricPowerResearchInstituteCo.Ltd.,Shenyang110006,ChinaAbstract:Effectofgrainsizeonoxidationof18Cr-8Niheat-resistantsteelsinhightem

4、peraturewatersteamwasstudiedat700℃.Oxidationkineticswasobtainedbyweightingspecimensatintervals.Afteroxidation,allthesampleswereinvestigatedusingfieldemissionscanningelectronmicroscopy(FE-SEM)intermsofplainandcrosssectionviews,thechemicalcompositionwasanalyzedbyX-rayenergydispersiveanalys

5、is(EDS),andtheoxidephaseswereidentifiedbyX-raydiffraction(XRD).Theresultsshowthatgrainrefinementimprovestheoxidationresistanceofsteelstohightemperaturewatersteambyloweringthemassgainsandpostponingtheonsetofbreakawayoxidation;grainrefinementaltersthemicrostructureofoxidescalebyreducingthe

6、sizeof“crater”oxideregionandpromotingtheformationofCr-richlayeratscale/alloyinterface;thebeneficialeffectsofgrainsizeonoxidationofsteelsareascribedtothepromotionofoxidenucleationandCrtransporttowardsscale/alloyinterface.Keywords:grainsize,heat-resistantsteel,watersteam,hightemperatureoxi

7、dation1前言定稿日期：2012-09-13基金项目：国家自然科学基金项目（51071163）和国家重点基础研究为节约能源和保护环境，应对全球气候变化，大计划项目（2012CB625103）资助力发展超临界、超超临界机组成为今后国家电力建作者简介：袁军涛，男，1985年生，博士生，研究方向为高温腐蚀与设的主流。这是因为随着蒸汽温度和压力的提高，防护通讯作者：袁军涛，E-mail：jtyuan@imr.ac.cn超（超）临界锅炉的效率大幅提高，供电煤耗大幅下258中国腐蚀与防护学报33卷降，CO2排放量大幅下降。但是提高蒸汽参数也带来了