汽车排气系统用铁素体不锈钢的抗高温氧化性能

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1、维普资讯http://www.cqvip.com8第3O卷第5期上海金属V0】．30．No，52008年9月SHANGHAIMETALSSeptember，2008汽车排气系统用铁素体不锈钢的抗高温氧化性能颜海涛毕洪运李鑫。徐洲(1．上海交通大学材料科学与工程学院，上海200240；2．宝钢股份研究院)【摘要】采用增重法研究了排气系统用3种铁素体不锈钢在800oC高温空气中的氧化速率，并应用x射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)技术，对氧化膜的形貌和组成进行了分析。结果发现，2#和3#钢具用较好的抗高温氧化性

2、能，其中2#钢抗高温氧化性能更好，是由于在氧化过程中除了生成cr2O薄膜外，还生成了SiO薄膜，此薄膜抑制了铬和氧的扩散，从而降低了氧化速度；1#钢抗高温氧化性能比较差，是由于铬含量比较低，不能够形成连续致密的氧化膜来阻止氧的扩散。【关键词】铁素体不锈钢高温氧化氧化膜OXIDATIONRESISTANCEOFFERIUTESTAINLESSSTEELFORAUToMOTIVEEXHAUSTSYSTEMYahHaitaoBiHongyunLiXXuZhou。(1．SchoolofMaterialScienceandEngineeri

3、ng，ShanghaiJiaotongUniversity；2．ResearchInstitute，BaoshanIron&SteelCo．，Ltd．)【Abstract】Thehightemperatureoxidationresistanceofthreekindsofferritestainlesssteelforautomotiveexhaustsysteminairat800~Cwasstudiedbygainweightmethod．Thesurfacemorphology，constituentandmicro—st

4、ructureoftheoxidationscalewasanalyzedbyusingXRD，SEMandEDS．Resultsindicatedthatsample2嚣hadhigheroxidationresistancebecausebesidetheformationofCr203duringoxidation，theformedSi02scalecouldretardthediffusionofCrandO，sample1#hadloweroxidationresistanceduetoitslowerCrconten

5、twhichcouldnotformacontinuousandcompactoxidationscale．【KeyWords】FerriteStainlessSteel，HighTemperatureOxidation，OxidationScale1引言见表1。试验钢经感应电炉冶炼铸锭，热锻轧成铁素体不锈钢具有低成本、低热膨胀率和耐5mm厚的钢板，然后冷轧成1．2mm厚的冷轧板，高温氧化的优点，所以铁素体不锈钢已广泛应用960oC退火2min，再剪成30mm×50mm的矩形样，于汽车排气系统中。为了保护环境，汽车制造商用各号砂纸

6、打磨，最后用800#砂纸研磨，用超正在努力提高燃油率和净化排放的尾气n]。为了声波清洗烘干后备用。用千分尺测量试样的尺寸实现这个目标，排放气体的温度可能超过并计算其表面积，然后称量氧化前的坩埚和试样900oC，所以对排气系统材料的耐高温性能提出的总重量。了更高的要求。本试验中，在800~C空气中对排2．2氧化实验气系统用铁素体不锈钢进行了高温氧化试验。试样置于恒重的氧化铝坩埚内(坩埚经过了2实验方法高温焙烧，排除了坩埚自身重量变化的影响)，2．1试样制备把坩埚放入高温电阻加热炉中。每个钢种放入实验材料为3种铁素体不锈钢，其化学成分

7、10个试样，加热炉加热到800qC后，分别在保温作者简介：颜海涛，博士研究生，主要研究铁素体不锈钢的组织与性能，Email：yanhaitao@sjtu．edu．ca维普资讯http://www.cqvip.com第5期颜海涛等：汽车排气系统用铁素体不锈钢的抗高温氧化性能9l23拌井#1h、5h、24h、48h、96h时取出2个O试O样0，冷却比较高，可能是氧化产物中的SiO，使其抗氧化至室温。将试样连同坩埚一起测量重量变化，称性能比3#钢还好。0OO重在精度为0．1nag的电子天平上测量。采用x射线衍射法(XRD)分析0氧瞄O化

8、0膜的组成，采用带有能谱仪的扫描电镜(SEM／EDS)进OO0E行氧化膜表面的形貌观察和成分分析。p钾虬a'E＼¨¨"表1试样的化学成分(质量％)∞OOOCNMnSiCrSPTiNb啪Ⅲ叭OOO叭呲OO巧OO3实验结果∞图1三种不锈钢在800℃空气