【摘 要】
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不锈钢在热轧退火过程中,表面会形成成分形貌复杂的氧化层及贫铬层,其组成特点及分布规律直接影响后续酸洗工艺效果及热轧板表面质量。关于不锈钢氧化层的形成规律及贫铬层的分布特征,尚有待于进一步深入研究。本论文以304奥氏体不锈钢及430铁素体不锈钢为研究对象,通过高温氧化动力学实验结果,结合SEM-EDS,XRD等检测分析手段,研究了两种不锈钢在不同退火温度及气氛条件下的高温氧化过程,提出了不锈钢的高温
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不锈钢在热轧退火过程中,表面会形成成分形貌复杂的氧化层及贫铬层,其组成特点及分布规律直接影响后续酸洗工艺效果及热轧板表面质量。关于不锈钢氧化层的形成规律及贫铬层的分布特征,尚有待于进一步深入研究。本论文以304奥氏体不锈钢及430铁素体不锈钢为研究对象,通过高温氧化动力学实验结果,结合SEM-EDS,XRD等检测分析手段,研究了两种不锈钢在不同退火温度及气氛条件下的高温氧化过程,提出了不锈钢的高温氧化机制,并得到了各氧化阶段氧化层的物相转变规律及贫铬层的分布特征。在本论文实验条件下,得到了如下主要结论:（1）奥氏体不锈钢与铁素体不锈钢经7h高温氧化后,表面氧化层均会出现分层,自外而内呈如下分布:以Fe2O3为主的富铁外氧化层,中层为尖晶石相（FeCr204）及铁铬复合氧化物（FeFe2-xCrxO4）,内层为以Cr2O3为主的富铬氧化层;（2）不锈钢的高温氧化过程可分为三个阶段:增重符合抛物线规律的抗氧化阶段;增重呈线性增长的失稳氧化阶段;增重再次符合抛物线规律的双氧化阶段;（3）在双氧化阶段,随着氧不断向基体内部扩散,首先在氧化层/基体界面上再次形成Cr2O3,直至Cr含量不足,形成FeCr204和FeFe2-xCrxO4,该过程循环进行,导致氧化层中贫铬区与富铬区交错分布,该现象普遍存在于完成多个氧化周期的430铁素体不锈钢氧化层中,304奥氏体不锈钢氧化比较严重的氧化物结节处也有发生;（4）在不锈钢高温氧化过程中,在内氧化层/基体界面之间会形成贫铬层,厚度约为1.5-2μm。贫铬层始终位于内氧化层前沿,其成分及形貌主要受到内氧化层影响。在氧化物结节前沿,若有SiO2形成,则贫铬层中“贫铬”现象会有所缓解。
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