在高溫下,金屬與空氣中的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氧化物的過(guò)程稱為高溫氧化。金屬抵抗高溫氧化的能力稱為抗氧化性。
金屬的氧化過(guò)程屬于化學(xué)腐蝕的范疇,所以和耐蝕性一樣,評(píng)定金屬材料的抗氧化性,可以用腐蝕速度或腐蝕速率來(lái)表示。根據(jù)GB/T 13303-1991《鋼的抗氧化性能測(cè)定方法》的規(guī)定,鋼鐵材料的抗氧化性可分為五級(jí),詳見(jiàn)下表所示。
鋼鐵材料抗氧化性的級(jí)別
抗氧化性級(jí)別 | 氧化速度(g/mm2·h) | 抗氧化性分類 |
1 | <0.1 | 完全抗氧化性 |
2 | 0.1~1.0 | 抗氧化性 |
3 | 1.0~3.0 | 次抗氧化性 |
4 | 3.0~10.0 | 弱抗氧化性 |
5 | >10.0 | 不抗氧化性 |
常用金屬材料的抗氧化溫度
若不計(jì)SO2及其他高溫下加劇鋼氧化腐蝕的特殊因素,則各種鋼在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行下最高抗氧化溫度見(jiàn)下表所示。
常用金屬材料的抗氧化溫度
金屬材料 | 抗氧化溫度(℃) | |
碳素鋼 | 500 | |
低合金及合金珠光體鋼(與含Cr、Si量多少有關(guān)) | 500~620 | |
馬氏體鋼 | 5%~6%Cr+Mo7%~10%Cr+SiMo13%Cr | 600800800 |
鐵素體鋼 | 17%Cr+Si27%~30%Cr高Cr+Al | 850~9001100約1250 |
奧氏體鋼 | 18%Cr~8%Ni25%Cr~12%Ni25%Cr~20%Ni+Si | 850~9001100~11501100~1150 |
高鎳鋼及合金 | 20%Cr~35%Ni15%Cr~60%Ni20%Cr~80%Ni | 1000~10501100~11501100~1150 |
高溫氫腐蝕
高溫下氫原子可以向鋼材內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)散,如果介質(zhì)中的氫氣分壓越高,氫原子擴(kuò)散越快。氫原子滲透到鋼的內(nèi)部在高溫下將與鋼中的碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成CH4,致使鋼材脫碳,這即為高溫高壓下的氫腐蝕。脫碳使鋼的高溫強(qiáng)度下降,CH4在內(nèi)部空穴中聚集可引起材料局部破裂,因此當(dāng)介質(zhì)中含有氫分子、且是高溫高壓的環(huán)境時(shí)要特別注意調(diào)節(jié)閥材質(zhì)的選擇,以確定閥門(mén)使用的穩(wěn)定性和壽命。
數(shù)據(jù)來(lái)源:調(diào)節(jié)閥選型