随着超(超)临界机组的发展,爆管问题成为制约电厂安全性的主要因素。影响爆管的因素很多,也比较复杂。因此,建立超临界环境中金属的氧化动力学模型,预测氧化膜在不同超临界环境下的氧化规律为预防锅炉管爆管具有重要意义。论文对铁马氏体钢P92在550℃和600℃、25MPa超临界环境中进行了氧化试验研究。通过对氧化膜进行横截面以及物相分析发现,氧化膜为典型的双层结构,外层主要为Fe3O4,内层主要为富铬的铁铬尖晶石,并且在基体与内层之间有一层合金成分逐渐变化的过渡层。分析研究了超临界环境中铁马氏体钢的氧化机理,表明外层/内层界面为初始金属/环境界面,铁离子的向外扩散导致了外氧化层的形成,氧的向内扩散导致了内氧化层的形成,并且铁离子的向外扩散是氧化速率的控制因素。在氧化机理基础上,以扩散作为氧化速率控制因素,推导建立了铁马氏体钢氧化的动力学模型。并在500℃、550℃、600℃以及不同氧分压条件下,利用模型计算了200h、400、600h、800h、1000h的氧化膜厚度以及增重。发现温度与氧化时间相同的条件下,氧化增重随着氧分压的增大而增大。铁马氏体钢在超临界环境中的氧化主要受到温度、压力、溶氧量的影响,从微观机理上可以看出铁马氏体钢的氧化主要受温度以及氧分压的影响,而氧分压主要影响氧化膜中金属的扩散机制以及氧化膜的物相成分。