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HRB400螺纹钢的高温氧化行为及动力学

周大骞  陆恒昌  李志峰  韦习成  董瀚  
【摘要】:为了优化HRB400螺纹钢氧化皮结构,以提高耐蚀性能,采用热重法研究了试验钢空气条件下在800、850、900、950、1 000和1 050℃温度下的氧化行为,建立了氧化动力学模型,计算出试验钢的氧化激活能,借助扫描电镜(SEM)分析和确定氧化皮结构和组成。结合螺纹钢的实际生产情况讨论了螺纹钢氧化皮形成规律,建立了螺纹钢氧化皮生长模型。结果表明,试验钢氧化初期为快速氧化阶段,氧化动力学曲线呈线性,中后期转变为慢速氧化阶段,氧化动力学曲线呈抛物线,从线性到抛物线转变所需要的时间随着温度的升高而增加。同时通过Origin拟合计算出试验钢的氧化激活能为208.4 kJ/mol,其中氧化温度为900℃的试验钢氧化皮表面宏观状态最佳,其他氧化温度下试验钢氧化皮均有不同程度的剥落与损坏。在850和900℃的氧化温度下,由于氧化温度较低无法突破生成Fe_2O_3的能垒,试验钢氧化皮只观察到深灰色的Fe_3O_4外层和浅灰色的FeO内层2层结构;而氧化温度为950、1 000和1 050℃的试验钢氧化皮由Fe_2O_3、Fe_3O_4、FeO 3层结构组成。由于氧化皮在冷却过程中发生先共析反应(从FeO中析出Fe_3O_4)与共析反应(FeO转变为Fe_3O_4+Fe),从而产生复杂的氧化皮结构。

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