耐熱不銹鋼310S是高鉻高鎳奧氏體不銹鋼，其不僅具有優(yōu)良的耐蝕、力學(xué)性能，同時(shí)也具有優(yōu)異的高溫耐氧化性、抗蠕變性。因此，被廣泛應(yīng)用在各種高溫爐、特殊環(huán)境的高溫部件等。本次工作通過(guò)研究310S在空氣中的高溫氧化試驗(yàn)來(lái)評(píng)定其高溫氧化性能，在分析氧化動(dòng)力學(xué)增重曲線的基礎(chǔ)上，研究其氧化膜的形貌、分布、結(jié)構(gòu)，并對(duì)其形成機(jī)制進(jìn)行了解釋。
試驗(yàn)樣品取自某公司奧氏體耐熱不銹鋼310S熱板，化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）：C0.055，Si0.50，Mn1.03，Cr25.52，Ni19.25。樣品切割成30mm×15mm×4mm，每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)使用3個(gè)平行試樣，對(duì)試樣進(jìn)行研磨，經(jīng)水砂紙打磨除去表面氧化皮及線切割加工痕跡，然后用乙醇清洗吹干。準(zhǔn)備與試樣相同數(shù)量的坩堝，對(duì)坩堝進(jìn)行編號(hào)，用電阻加熱爐對(duì)其進(jìn)行烘烤，使坩堝中的殘留物質(zhì)充分揮發(fā)，質(zhì)量恒定。
將高溫氧化的試樣直接置于坩堝中，一同放在箱式電阻爐中進(jìn)行高溫氧化。試驗(yàn)氣氛為空氣，氧化溫度分別為800、900、1000℃；每個(gè)試樣處理時(shí)間分別為20、40、60、80、100、120、140h。氧化完成后稱(chēng)重并記錄，稱(chēng)重儀器為電子分析天平。高溫氧化試驗(yàn)結(jié)束后，用X射線衍射儀對(duì)氧化產(chǎn)物進(jìn)行物相分析，用掃描電子顯微鏡、能譜儀分析氧化膜的表面形貌。結(jié)果表明：
（1）耐熱不銹鋼310S在800、900、1000℃下表現(xiàn)出很好的抗氧化性。各溫度下隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，均有不同程度氧化增重的趨勢(shì)，但隨著時(shí)間延長(zhǎng)氧化趨勢(shì)減緩。同時(shí)隨著溫度的升高，氧化速率增快。
（2）氧化膜由外層致密的尖晶石MnCr2O4、Cr2O3和內(nèi)層的SiO2組成，隨溫度升高，MnCr2O4衍射峰增強(qiáng)，生成物增多。3層致密的氧化物使其具有優(yōu)異的抗高溫氧化性能。