TP439不鏽鋼在800 ℃高溫水蒸氣中（zhōng）的初期氧化行為-天津绿巨人网站下载電爐股份有限（xiàn）公司（sī）

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TP439不鏽鋼在800 ℃高溫水蒸氣中的初期氧化行為

TP439是一種鐵素體不鏽鋼（高Cr，含穩定化元素（sù）Ti），因其良好的綜合力學性能、抗晶間腐蝕性、低熱膨脹係數和高導熱性，被廣泛用作核（hé）電站高壓加熱器的管材。

2026-02-11

研究背景

TP439是一種鐵素體不鏽鋼（高Cr，含穩定化元素Ti），因其良好的綜（zōng）合力學性能、抗晶間腐蝕性、低熱膨脹係（xì）數和高導熱性（xìng），被廣泛（fàn）用作核電站高壓加熱器的管材。服役工況通常是（shì）高溫高壓水蒸汽（qì）環境，氧化是導致其失效（如泄漏）的主要原因之一。

研究方法

1.實驗材料

TP439鐵素體不（bú）鏽鋼，經線切割後處理成尺寸為（wéi）16×15×1.5mm的矩形試樣。

2.水氧實驗

800℃，氣氛為90%H₂O+10%Ar (體積分（fèn）數%)，保持氣體流量為0.15mm³/min。分別氧化（huà）15、30、45、60、90、120、240、480、720、1440和2880min，利用高精度天平對（duì）氧化後的（de）樣品稱重，獲得（dé）氧化動力學曲線。

3.氧化（huà）動力學（xué）

1)初期階段0-2h：氧化（huà）增重（chóng）快，遵（zūn）循線性規律

2)第二階段2-48h：氧化速率減慢，遵循拋（pāo）物線規律。

4.熱力（lì）學上（shàng），Cr比Fe更易氧化。隨著時間推移，Cr從基體內擴散（sàn）至表麵，逐步形成保護性更好的富Cr氧化層。

圖（tú）. TP439不鏽（xiù）鋼在800 ℃高溫水蒸氣中48和2 h的氧化動（dòng）力學曲線

研究結果

1、 TP439 不鏽鋼在初期階段的氧化速率（lǜ）較快，氧化動力學符合線性氧化規（guī）律，線性速率常數（shù）k_l為5.21×10^-2mg·cm^-2·h^-1；第二階段的氧化動力學（xué）符合拋物線（xiàn）增長規律，拋（pāo）物線速率常數 k_p為1.54×10^-3mg·cm^-2·h^-1。

2、 TP439不鏽鋼氧化2 h後，XRD檢測到微（wēi）弱的 (Cr，Fe)₂O₃、Cr₂O₃和Fe₂O₃衍射峰；氧化48 h後，氧化產物的主要成分為 (Cr，Fe)₂O₃和少量的（de） Cr₂O₃、Fe₂O₃、FeCr₂O₄尖晶石氧化物。

3、在800 ℃高溫水蒸氣環境中，TP439不鏽鋼在氧化初期階（jiē）段，氧化過程（chéng）受界麵反應控製（zhì），隨著氧化膜（mó）的不斷增厚，離子在氧（yǎng）化膜中的擴散速度受到（dào）阻（zǔ）礙，氧化控製步驟（zhòu）轉為擴散控製。由於晶界（jiè）是（shì）元素（sù）快速擴散通道，在氧化過程中表（biǎo）麵沿晶界處生成網狀氧化物，但隨氧化時（shí）間延長，網狀氧化（huà）物特征變得不明顯。

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