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耐候钢Q235NH的高温氧化行为研究

龚黎 鲍思前 赵刚 梅鹏 曹树卫 邓杭州 陈全

龚黎, 鲍思前, 赵刚, 梅鹏, 曹树卫, 邓杭州, 陈全. 耐候钢Q235NH的高温氧化行为研究[J]. 钢铁钒钛, 2021, 42(4): 169-174. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.028
引用本文: 龚黎, 鲍思前, 赵刚, 梅鹏, 曹树卫, 邓杭州, 陈全. 耐候钢Q235NH的高温氧化行为研究[J]. 钢铁钒钛, 2021, 42(4): 169-174. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.028
Gong Li, Bao Siqian, Zhao Gang, Mei Peng, Cao Shuwei, Deng Hangzhou, Chen Quan. Study on high temperature oxidation behavior of weathering steel Q235NH[J]. IRON STEEL VANADIUM TITANIUM, 2021, 42(4): 169-174. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.028
Citation: Gong Li, Bao Siqian, Zhao Gang, Mei Peng, Cao Shuwei, Deng Hangzhou, Chen Quan. Study on high temperature oxidation behavior of weathering steel Q235NH[J]. IRON STEEL VANADIUM TITANIUM, 2021, 42(4): 169-174. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.028

耐候钢Q235NH的高温氧化行为研究

doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.028
详细信息
    作者简介:

    龚黎(1998−),男,湖北咸宁人,硕士,主要研究方向:金属材料的组织与性能, 电话:17771515560,E-mail:673784392@qq.com

    通讯作者:

    鲍思前(1974−),男,博士,副教授,E-mail:baosiqian@163.com

  • 中图分类号: TF76, TG172

Study on high temperature oxidation behavior of weathering steel Q235NH

  • 摘要: 为了明确含有Si和Cr耐候钢Q235NH的高温氧化行为,对耐候钢Q235NH在700~1200 ℃进行氧化试验,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS) 以及X射线衍射仪(XRD)等手段对氧化铁皮成分进行分析,结合氧化动力学曲线,分析了其氧化结构演变过程。试验结果表明:Q235NH氧化铁皮的生成符合抛物线规律,其激活能为146 kJ/mol。氧化铁皮结构包括最外层较薄的Fe2O3和Fe3O4层,中间层为较厚的FeO和块状先共析Fe3O4组成。此外,当加热温度小于1100 ℃ 时,在氧化铁皮和基体之间还会形成较薄且连续的富硅富铬层,对铁离子的向外扩散有一定的阻碍作用,从而使得氧化更难进行,但当加热温度大于1100 ℃后,硅铬层遭到破坏,这会促进氧化的进行。
  • 图  1  Q235NH氧化增重曲线

    Figure  1.  Weight gain curves of Q235NH oxidation

    图  2  Q235NH钢lnkp与1/T的拟合曲线

    Figure  2.  Fitting curve of lnkp and 1/T for Q235NH steel

    图  3  不同温度氧化3 h后氧化铁皮表面形貌

    (a)700 ℃;(b)900 ℃;(c)1 200 ℃

    Figure  3.  Surface morphologies of iron oxide scale oxidized at different temperatures for 3 hours

    图  4  Q235NH钢不同温度下氧化30 min后的氧化铁皮断面形貌

    (a) 800 ℃;(b) 900 ℃;(c) 1 000 ℃;(d) 1 100 ℃;(e) 1 150 ℃;(f) 1 200 ℃

    Figure  4.  Cross-sectional morphologies of iron oxide scale of Q235NH steel oxidized at different temperatures for 30 min

    图  5  Q235NH不同温度下氧化3 h表面氧化铁皮XRD图谱

    Figure  5.  XRD pattern of iron oxide scale on Q235NH oxidized for 3 hours at different temperatures

    图  6  Q235NH钢在1000 ℃时氧化30 min的SEM图及面扫描图谱

    Figure  6.  SEM and surface scan images of Q235NH steel oxidized at 1 000 ℃ for 30 min

    图  7  Q235NH钢在1200 ℃时Fe2SiO4/FeO的面扫描图谱

    Figure  7.  Surface scan images of Q235NH steel oxidized at 1 200 ℃ for 10 min

    表  1  Q235NH在不同氧化温度下的氧化速率常数

    Table  1.   Oxidation rate constants of Q235NH at different oxidation temperatures

    氧化温度/℃氧化时间/hKp/(mg2·cm−4·h−1)
    70038.34
    800321.18
    900391.37
    10003673.11
    11003995.32
    115031963.44
    120032692.20
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  • 收稿日期:  2021-03-22
  • 刊出日期:  2021-08-10

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