2205双相不锈钢密闭容器中高温初始氧化过程分析

太原理工大学材料科学与工程学院、太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室和太原钢铁集团有限责任公司技术中心研究专家团队研究了密闭容器中2205双相不锈钢于1050℃氧化时表面氧化膜的初始形成过程。

应用金相显微镜、SEM、Raman光谱仪以及辉光放电光谱仪等表征手段,分析了2205双相不锈钢表层氧化物的形貌、结构和组成。

结果表明:氧化初始阶段(小于3 min),铁素体相和奥氏体相表面的氧化程度及氧化物类型明显不同,铁素体相表面主要形成富铬氧化物,而奥氏体相表面主要形成铁氧化物,氧化初始阶段铁素体相抗氧化能力优于奥氏体相。

随着氧化时间的延长(大于5 min),两相表面富铬和富铁氧化物发生了明显变化,即铁素体相表面的铁氧化物增多,氧化速率加快;而奥氏体相表面的富铬氧化物增加,此时奥氏体相的氧化速率逐渐平缓。

氧化过程中,Cr经历了从次表层向表层扩散过程,最终在表层形成了一定厚度的富铬氧化物。密闭环境中,2205双相不锈钢表面极易形成颗粒状氮/氧化物,且在铁素体相表面优先形成;氧化达到一定时间后,奥氏体相表面也开始析出该类型化合物,随着氧化时间的延长其数量越来越多,直至分布于整个试样表面。