310S耐熱不銹鋼（簡稱310S）是Ni、Cr含量較高的奧氏體鉻鎳不銹鋼，具有優(yōu)良的抗氧化、耐腐蝕、耐酸、耐堿性能，特別是抗高溫氧化性能。用于核電、航空，廣泛應(yīng)用于航天、軍工、石化等行業(yè)。結(jié)構(gòu)材料在高溫環(huán)境下的暴露和腐蝕是310S失效的主要原因。迄今為止，國內(nèi)外的研究主要集中在310S的熱變形和再結(jié)晶規(guī)律以及合金元素對鋼抗氧化性能的增強(qiáng)和改善方面。實際應(yīng)用中，310S并不是在恒溫下使用，而是在溫度長期在高溫和低溫之間變化的使用環(huán)境中，中間相會析出，氧化鐵皮的結(jié)構(gòu)和性能會發(fā)生變化。馬蘇。不同的。

在本研究中，我們正在通過高溫循環(huán)氧化實驗來闡明循環(huán)氧化的機(jī)理。本產(chǎn)品采用鋼廠生產(chǎn)的310S，該鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為0.067C、24.47Cr、19.14Ni。連鑄坯厚度為220毫米，熱軋產(chǎn)品厚度為6毫米，固溶處理后切成30毫米15毫米4毫米的試件，用水砂紙打磨去除表面氧化皮，經(jīng)研磨拋光去除線切割痕跡后，用乙醇清洗并干燥，倒入烘烤良好的坩堝中。 120煅燒1小時，冷卻后稱重，放入電阻加熱爐中進(jìn)行高溫反復(fù)氧化實驗。實驗溫度分別為800、900、1000、1100和1200，加熱時間分別為20、40、60、80、100、120和140 h，循環(huán)間隔為20 h。使用SEM、XRD 和EDS 分析高溫循環(huán)氧化產(chǎn)物。

實驗結(jié)果表明：（1）310S高溫循環(huán)氧化中，隨著溫度和時間的增加，氧化增重呈現(xiàn)拋物線規(guī)律，60小時內(nèi)增重較為明顯； (2)經(jīng)過20小時的高溫反復(fù)氧化，樣品表面形成片狀Cr2O3，隨著時間的推移，樣品表面的片狀結(jié)構(gòu)變得更加粗大，分布密度逐漸減小，被FeO·Cr2O3完全覆蓋和MnCr2O4。 (3)高溫循環(huán)表面氧化物分為三層：外層為FeO/Cr2O3和尖晶石結(jié)構(gòu)的MnCr2O4氧化膜，中層為Cr2O3，內(nèi)層為SiO2。內(nèi)層SiO2膜阻擋氧。擴(kuò)散進(jìn)一步提高了310S的抗氧化能力。 (4)溫度低于1000時，形成致密的SiO2氧化膜，但溫度高于1000時，致密的SiO2氧化膜被破壞，高溫氧化速率增大。耐熱不銹鋼的氧化過程受擴(kuò)散過程控制，鋼的活化能越高，其高溫抗氧化性能越好。