不銹鋼的耐熱性及耐氧化性

　　不銹鋼的耐腐蝕性優(yōu)越是其基本特性，耐熱鋼的JIs標準中也將不銹鋼列人其中，因為它也是優(yōu)秀的耐熱材料。與其他材料如塑料、鋁和銅相比，在耐氧化性和高溫強度方面，都是優(yōu)越的。作為耐熱鋼，要考慮其耐氧化性和耐熱性(高溫強度、蠕變、疲勞等)。從不銹鋼標準中可見，為了提高代表型鋼種sLJS304(18Cr一8Ni)的耐氧化性，添加Si成為SUS302B(18Cr一8Ni—Si)；為了提高其耐熱性，增加Cr、Ni，成為SLlS309S(22Cr—12Nj)，或是成為sIiS310S(25cr一20Ni)。近年來，在鐵素體系列不銹鋼中，也開發(fā)了許多既具備耐氧化性又具備耐熱性的特殊鋼種，從而擴大了材料的選擇余地。

　　所謂金屬氧化，即反應(yīng)生成物(氧化物)覆蓋于金屬表面。一種形式是氧通過氧化物到達金屬和氧化物的分界面和金屬進行反應(yīng)；另一種形式是金屬離子通過氧化物，到達氧化物表面與氧離子相結(jié)合生成氧化物。在鐵表面形成的氧化皮，從外層起依次是Fe3o3、Fe2o4和FeO三層。如果在鐵中添加cr則在FeO和金屬之間形成第4層——FeO·cr203。當cr量增加時，則在金屬晶界面上出現(xiàn)Cr2o3。

　　所謂金屬耐氧化性優(yōu)越與否，即指金屬離子通過氧化物時的難易程度。從對氧化物的自身擴散系數(shù)(cm2／s(1000℃))：FeO為9×10-8，Cr3o3為3×10-14。A12o03為3×10-17，Sr2o3為3×10-18自身擴散系數(shù)值越小，則金屬離子就越不容易通過其氧化物，即認為它是耐氧化性優(yōu)越的金屬。所以，鉻的氧化物(Cr20，)比鐵的氧化物Feo的金屬離子的自身擴散系數(shù)小，所以不銹鋼的耐氧化性優(yōu)越。還有Al或si都是提高耐氧化性的有效元素。其他的如Y(釔)，La(鑭)等稀土元素亦有效。在汽車排氣系統(tǒng)的排氣凈化裝置上，所使用的觸媒載體用材料箔片，就是以20r一5Al鋼為基體添加稀土類元素后而開發(fā)的以耐氧化性為主的材料。
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