高铝310S耐热钢抗高温氧化性能分析

  浙江至德钢业有限公司技术人员。根据不同铝含量的310S耐热钢轧制板材和铸造固溶态板材在900℃进行周期性的时长100小时的氧化动力学曲线，从图中我们看到，加铝后310S耐热钢的氧化增重减弱，900℃时抗氧化能力增强。在60小时之前加铝1.5%和2%的合金抗氧化性没有含3%铝的合金抗氧化性能好。但是，氧化超过60小时后，铝含量3%的合金氧化速率增大，在20小时内增重量迅速变大，氧化80小时后，含3%铝合金的氧化增重量和加铝1.5%和2%基本相同。铝含量为1.5%，轧制态的氧化增重比固溶态的降低了32%；当铝含量为3%时，轧制态的比固溶态的降低了30%。总的来说，轧制态的氧化增重率比固溶态的要低。

   不同铝含量的310S耐热钢轧制态板材和固溶态板材，在900℃下循环氧化100小时后的平均氧化速率变化趋势如图所示，随着铝含量从1.5%增加到3%，合金的氧化速率随铝含量基本不变，当铝含量为1.5%时每小时的氧化增重量最小，具有最好的抗氧化能力。从图中看，加铝以后合金的抗氧化性能显著改善，轧制态和铸造固溶态相比，轧制态的合金抗氧化性显著提高。图是不同铝含量的310S耐热钢轧制板材和铸造固溶态板材在1000℃进行周期性的时长100小时的氧化动力学曲线，从图中可以看出，不同铝含量的310S氧化动力学曲线都基本符合抛物线形状。轧制态加铝3%的合金氧化增重量在不同的时间段都是最高的，和固溶态未加铝的合金氧化增重曲线基本重合；加铝1.5%的轧制态合金氧化增重量始终低于加铝3%的合金氧化增重量；加铝2%的合金氧化增重速率比加铝1.5%和3%时的氧化增重在各时间段都低。在0-20小时各合金的氧化增重都比较快。和固溶态相比轧制态加铝1.5%和2%时的合金氧化增重都比较低。总的来说，加铝1.5%和2%的轧制态合金氧化增重比固溶态低。

   不同铝含量的310S耐热钢轧制态板材和铸造固溶态板材，在1000℃下循环氧化100小时后的平均氧化速率变化趋势如图所示，从图上可知，轧制态的氧化速率随铝含量变化的的趋势与900℃的有很大的差别，固溶态的变化趋势和900℃的基本相同。在1000℃的轧制态合金的氧化速率随着铝含量的增加先降低后升高，加2%铝的该合金高温氧化速率是最低的，固溶态比轧制态高出了27%。加3%铝的轧制态合金氧化速率比固溶态高出10%。轧制态加铝2%的合金比加3%铝的合金氧化速率降低了约35.7%。和900℃时抗氧化性能相比，1000℃下的抗氧化性明显有所下降，氧化速率增大了80%，那么就是说铝元素对310S耐热钢的抗氧化性能的提高在较低温度下效果更好。

   从不同铝含量的310S耐热钢在1000℃下氧化动力学曲线看出，氧化开始的一段时间氧化速率较大，经过约20小时后进入稳定氧化状态，氧化增重趋于平缓，在80h～100小时氧化速率降低，氧化增重始终处于增大的状态。耐热钢的氧化增重随时间增加逐渐增大，并且氧化温度对氧化增重影响很大。与不含铝的310S耐热钢相比，加铝以后的合金氧化速率有很大的降低。铝的添加能够改善钢的高温抗氧化性。轧制态的合金比铸态的和固溶态的合金的抗氧化性能都要提高很多。