金屬材料抗氧化性及高溫氫腐蝕探討

2021年 1月 29日新聞中心相關(guān)知識金屬材料4010

在高溫下，金屬與空氣中的氧發(fā)生化學反應生成氧化物的過程稱為高溫氧化。金屬抵抗高溫氧化的能力稱為抗氧化性。

金屬的氧化過程屬于化學腐蝕的范疇，所以和耐蝕性一樣，評定金屬材料的抗氧化性，可以用腐蝕速度或腐蝕速率來表示。根據(jù)GB/T 13303-1991《鋼的抗氧化性能測定方法》的規(guī)定，鋼鐵材料的抗氧化性可分為五級，詳見下表所示。

鋼鐵材料抗氧化性的級別

抗氧化性級別	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，則各種鋼在長時間運行下最高抗氧化溫度見下表所示。

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)進行擴散，如果介質(zhì)中的氫氣分壓越高，氫原子擴散越快。氫原子滲透到鋼的內(nèi)部在高溫下將與鋼中的碳發(fā)生化學反應而生成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，因此當介質(zhì)中含有氫分子、且是高溫高壓的環(huán)境時要特別注意調(diào)節(jié)閥材質(zhì)的選擇，以確定閥門使用的穩(wěn)定性和壽命。

數(shù)據(jù)來源：調(diào)節(jié)閥選型

上一篇: 鍋爐壓力容器入門解讀下一篇: 通知！SW6-2011 V5.0補丁二(2022.08.26) 已發(fā)布