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T91钢高温水蒸气氧化行为

发布: 2017-7-08 17:40 | 作者: ljy1946 | 来源: 中国电厂化学网

王志武,谢兴
(武汉大学动力与机械学院,湖北武汉 430072)


摘要:通过T91钢在650℃高温水蒸汽条件下的氧化实验,用静态增重法测定了T91钢的氧化动力学曲线,其氧化动力学遵循类抛物线规律;对氧化膜进行扫描电镜、X射线衍射和能谱分析.结果表明,氧化膜的氧化物类型为Fe2O3和Fe3O4,在不同的氧化时间段分别呈片状、簇状、条状和颗粒状;氧化物晶粒是通过形核和长大形成的;氧化1h时,氧化膜的表面有Cr,其后均未发现Cr,且随后的8h氧化过程中,氧化反应一直在氧化膜的外表层进行,即发生外氧化.
关键词:T91钢;水蒸汽;高温氧化;氧化动力学
中图分类号:TG 172.82   文献标志码:A
文章编号:1671-8844(2013)02-0266-03
    T91钢由于其良好的综合性能及抗高温氧化腐蚀性能,且价格低廉,广泛应用于电站高温过热器、
高温再热器及主蒸汽管道上[1,2].T91钢的设计使用温度为593℃[3],在该温度下拥有较好的抗氧化性能.生产实践中受生产条件的影响,实际运行时T91钢的使用温度有时超温至650℃,可能引起T91钢高温氧化进而导致爆管等一系列影响安全和生产的问题.因此对该温度下T91钢高温水蒸汽氧化的研究对生产实践具有重大的指导意义.目前,国内外关于T91钢高温水蒸汽氧化的研究主要集中在对T91钢单一时间段高温水蒸汽氧化后氧化膜形貌的观察和分析及氧化动力学研究[3-9].例如:T91钢650℃高温水蒸汽氧化10h后氧化膜表面的形貌呈脊状,氧化膜外表面成分为Fe3O4、Fe2O3,氧化动力学曲线为抛物线[4];T91钢650℃高温水蒸汽氧化100h后氧化膜表面有大量的薄片状晶芽和直径约为4.4μm的团簇状结构,且薄片状的须状晶芽生长在团簇状结构之间的低凹处,氧化膜外表面成分为Fe2O3,氧化动力学曲线为抛物线[3].上述研究成果为T91钢氧化10h和100h后氧化膜的形貌、成分及氧化动力学,都是氧化单一时间段的研究,缺乏对T91钢多个时间段高温水蒸汽氧化的综合研究.因此,对T91钢在水蒸汽中高温氧化的动力学规律、氧化过程中晶粒形核和生长过程的微观形貌以及Cr对T91钢高温氧化的影响尚不十分清楚.
    本文主要通过T91钢高温水蒸汽氧化1、2、4、8、16、32h的试验,测定氧化动力学曲线,运用X射线衍射、扫描电镜、能谱分析确定T91钢的氧化物类型,观察氧化膜形貌,研究氧化膜形成过程.
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T91钢高温水蒸气氧化行为----王志武.pdf
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