再談20G高壓鍋爐管的抗氧化性
在高溫下工作的鋼材，很容易與直接接觸的介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如鋼爐過熱器管的外表面與煙氣、主蒸汽管外表面與空氣等都會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，利博亞洲從而使金屬表面產(chǎn)生化學(xué)腐蝕。
高溫時(shí)，當(dāng)O2、CO2、H2O等氣體與金屬表面接觸發(fā)生氧化時(shí)，如果金屬與氧形成的氧化膜能揮發(fā)或不能完整地覆蓋金屬表面，那么金屬會(huì)繼續(xù)被氧化；如果氧化膜能象一層致密的保護(hù)膜一樣覆蓋金屬表面，則可以防止金屬被進(jìn)一步氧化。
鐵的氧化產(chǎn)物可以有FeO、Fe3O4、Fe2O3三種。
當(dāng)溫度在570℃以下時(shí)，形成的氧化膜由Fe2O3和Fe3O4組成。這樣氧化膜結(jié)構(gòu)較緊密，能強(qiáng)烈地阻止原子擴(kuò)散，故具有一定的抗氧化性；
當(dāng)溫度高于570℃時(shí)，形成的氧化膜由Fe2O3、Fe3O4和FeO三層組成。其厚度比例大致為1:10:100，可見主要部分是FeO。而FeO由于具有簡單晶體結(jié)構(gòu)，是鐵原子缺位的固溶體，金屬原于容易通過空位進(jìn)行擴(kuò)散，抗氧化能力差。因此，在溫度高于570℃時(shí)，鐵的氧化過程大大加速。
提高鋼在高溫下抗氧化性能的基本方法是合金化。對加入鋼中的合金元素應(yīng)滿足下列要求：①合金元素應(yīng)能在鋼的表面生成一層穩(wěn)定的合金氧化膜，阻止鐵與氧化合，為此合金元素的離子應(yīng)比鐵離子小，比鐵容易氧化；②合金氧化膜應(yīng)與鐵基體結(jié)合緊密，不易剝落。Cr、Al、Si都可以滿足上述條件。
Al和Si的加入過多會(huì)影響鋼的組織穩(wěn)定性，所以，目前Cr是提高鋼抗氧化性的主要加入元素。要使鋼具有足夠的抗氧化性，溫度愈高，Cr的含量要求越高。在600~650℃，需含Cr5%；800℃時(shí)，需含Cr12%；950℃時(shí)，需含Cr20%；1100℃時(shí)，需含Cr28%。但大多數(shù)情況下一般不單獨(dú)加Cr，應(yīng)同時(shí)加入Cr和Al，Cr和Si或Cr、Al、Si，這樣一方面可以減低Cr的使用量，另一方面還可以提高鋼的熱強(qiáng)性。
高溫下鋼除收到氧化外，還可能受到其他氣體，如SO2、SO3、H2S、H2等的作用，產(chǎn)生諸如蒸汽腐蝕（氫腐蝕）、煙氣腐蝕（酸腐蝕）、苛性腐蝕（堿液腐蝕）以及應(yīng)力腐蝕等等高溫腐蝕，提高鋼材抗高溫腐蝕的措施依然是加入Cr、Al、Si等合金元素最為有效。這些元素加入后一方面形成致密氧化膜起保護(hù)作用，另一方面可提高鋼的電極電位，使Fe離子不容易被拉走，材料也就不易腐蝕。例如加入11.7%的Cr，鋼的電極電位就由負(fù)變正。所以一般不銹鋼含Cr量為12%~13%。
