低碳鋼高溫氧化及氧化磨損的對(duì)比研究.pdf

1、氧化磨損是鋼高溫磨損中主要的磨損機(jī)制和失效形式之一,研究鋼的高溫氧化和氧化磨損過(guò)程中變形之間的交互作用,對(duì)深化高溫氧化磨損機(jī)制的研究具有重要的理論意義。本文主要研究20鋼的高溫氧化及氧化磨損,通過(guò)對(duì)鋼基體組織、氧化膜表面和剖面的形貌、結(jié)構(gòu)及成分的觀察和測(cè)試,研究了變形量對(duì)20鋼高溫氧化行為的影響；對(duì)比研究了高溫氧化和氧化磨損所生成氧化膜的形貌及結(jié)構(gòu),并分析其與變形之間的交互作用,探討了兩種過(guò)程的氧化機(jī)制。
　　 結(jié)果表明,500

2、、650、800℃溫度下,不同變形量20鋼的氧化動(dòng)力學(xué)均符合拋物線規(guī)律。高溫氧化過(guò)程中,溫度的升高促進(jìn)氧化膜生長(zhǎng)的變形量范圍逐漸變窄,氧化量最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的變形量值也逐漸變小；與此對(duì)比得出了不同環(huán)境溫度下基體變形對(duì)氧化磨損過(guò)程中氧化膜的影響,200℃時(shí)隨著載荷的增加基體變形增大,促進(jìn)氧化作用隨之增加,氧化膜不斷增厚；400℃載荷為100N時(shí),基體變形對(duì)氧化的促進(jìn)作用低于50N時(shí),當(dāng)載荷達(dá)到150N時(shí),基體發(fā)生嚴(yán)重變形,并已進(jìn)入阻礙氧化的變形

3、量范圍,形成的氧化膜較薄。高溫氧化形成的氧化膜表面平整,有分區(qū)氧化出現(xiàn),氧化膜為多層結(jié)構(gòu)且與基體之間存在明顯間隙；而氧化磨損氧化膜表面存在剝落區(qū),氧化膜始終為單層結(jié)構(gòu)且與基體結(jié)合緊密。給出了兩種過(guò)程的氧化機(jī)制,500℃高溫氧化機(jī)制分為氧化物形成、氧化物競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)并形成完整氧化膜、兩層氧化膜結(jié)構(gòu)形成三個(gè)階段；650℃時(shí)分為Fe2O3和Fe3O4生成并分層、FeO生成并快速形成厚的氧化層、疏松的Fe3O4層形成三個(gè)階段；氧化磨損過(guò)程的氧化機(jī)制