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钢件与氧的相互作用优化:深入探究氧化钢件原因

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:钢铁材料在空气中加热主要与氧发生以下氧化和脱碳反应上述反应是不可逆的,不能通过改变炉气成分使反应向相反的方向进行,只有炉气中氧气的分压小于金属氧化物的分解压力时才不发生氧化。内氧化就是O2沿着晶界或其他通道向内扩散,与晶界附近的Si、Mn等元素结合成氧化物的现象[2]。图10-1 金属氧化物分解压与温度的关系

钢件与氧的相互作用优化:深入探究氧化钢件原因

钢铁材料在空气中加热主要与氧发生以下氧化和脱碳反应

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上述反应是不可逆的,不能通过改变炉气成分使反应向相反的方向进行,只有炉气中氧气的分压(pO2)小于金属氧化物的分解压力时才不发生氧化。除了氧气之外,CO2、H2O都是强的氧化脱碳气体,但其氧化反应为可逆反应。

当铁在高于570℃的温度被加热时,若气氛中氧的分压大于分解压,则铁将被氧化,反之则分解。对其他金属也可进行类似处理。一定温度下有一定的平衡常数值,从而也有一定的分解压。图10-1所示为一些常见金属氧化物的分解压与温度的关系。由图中可见,一般金属氧化物的分解压均随温度的升高而增大。由于不同金属氧化物的分解压不同,在有些情况下,如果两种金属在同一种炉气中加热则有可能一种金属被氧化,而另一种金属不发生氧化(如氧化物分解压较高的金属,其分解压大于炉气氧分压pO2)。典型的例子是钢加热时的内氧化问题,由图10-1可见,Si、Mn等合金元素比Fe易于氧化,如果炉气成分对Fe来说还处于还原区,而对Si、Mn来说已处于氧化区时,则在加热过程中,Fe虽然没有被氧化,但处于O2的扩散通道上的合金元素Si、Mn却会被氧化。内氧化就是O2沿着晶界或其他通道向内扩散,与晶界附近的Si、Mn等元素结合成氧化物的现象[2]。(www.xing528.com)

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图10-1 金属氧化物分解压与温度的关系

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