再谈20G高压锅炉管的抗氧化性

       在高温下工作的钢材，很容易与直接接触的介质发生化学反应，如钢炉过热器管的外表面与烟气、主蒸汽管外表面与空气等都会发生氧化反应，利博亚洲从而使金属表面产生化学腐蚀。

       高温时，当O₂、CO₂、H₂O等气体与金属表面接触发生氧化时，如果金属与氧形成的氧化膜能挥发或不能完整地覆盖金属表面，那么金属会继续被氧化；如果氧化膜能象一层致密的保护膜一样覆盖金属表面，则可以防止金属被进一步氧化。

       铁的氧化产物可以有FeO、Fe₃O₄、Fe₂O₃三种。

       当温度在570℃以下时，形成的氧化膜由Fe₂O₃和Fe₃O₄组成。这样氧化膜结构较紧密，能强烈地阻止原子扩散，故具有一定的抗氧化性；

       当温度高于570℃时，形成的氧化膜由Fe₂O₃、Fe₃O₄和FeO三层组成。其厚度比例大致为1:10:100，可见主要部分是FeO。而FeO由于具有简单晶体结构，是铁原子缺位的固溶体，金属原于容易通过空位进行扩散，抗氧化能力差。因此，在温度高于570℃时，铁的氧化过程大大加速。

       提高钢在高温下抗氧化性能的基本方法是合金化。对加入钢中的合金元素应满足下列要求：①合金元素应能在钢的表面生成一层稳定的合金氧化膜，阻止铁与氧化合，为此合金元素的离子应比铁离子小，比铁容易氧化；②合金氧化膜应与铁基体结合紧密，不易剥落。Cr、Al、Si都可以满足上述条件。

       Al和Si的加入过多会影响钢的组织稳定性，所以，目前Cr是提高钢抗氧化性的主要加入元素。要使钢具有足够的抗氧化性，温度愈高，Cr的含量要求越高。在600~650℃，需含Cr5%；800℃时，需含Cr12%；950℃时，需含Cr20%；1100℃时，需含Cr28%。但大多数情况下一般不单独加Cr，应同时加入Cr和Al，Cr和Si或Cr、Al、Si，这样一方面可以减低Cr的使用量，另一方面还可以提高钢的热强性。

       高温下钢除收到氧化外，还可能受到其他气体，如SO₂、SO₃、H₂S、H₂等的作用，产生诸如蒸汽腐蚀（氢腐蚀）、烟气腐蚀（酸腐蚀）、苛性腐蚀（碱液腐蚀）以及应力腐蚀等等高温腐蚀，提高钢材抗高温腐蚀的措施依然是加入Cr、Al、Si等合金元素最为有效。这些元素加入后一方面形成致密氧化膜起保护作用，另一方面可提高钢的电极电位，使Fe离子不容易被拉走，材料也就不易腐蚀。例如加入11.7%的Cr，钢的电极电位就由负变正。所以一般不锈钢含Cr量为12%~13%。