低碳鋼高溫氧化及氧化磨損的對比研究.pdf

1、氧化磨損是鋼高溫磨損中主要的磨損機制和失效形式之一,研究鋼的高溫氧化和氧化磨損過程中變形之間的交互作用,對深化高溫氧化磨損機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,通過對鋼基體組織、氧化膜表面和剖面的形貌、結構及成分的觀察和測試,研究了變形量對20鋼高溫氧化行為的影響；對比研究了高溫氧化和氧化磨損所生成氧化膜的形貌及結構,并分析其與變形之間的交互作用,探討了兩種過程的氧化機制。
　　 結果表明,500

2、、650、800℃溫度下,不同變形量20鋼的氧化動力學均符合拋物線規(guī)律。高溫氧化過程中,溫度的升高促進氧化膜生長的變形量范圍逐漸變窄,氧化量最高點對應的變形量值也逐漸變??；與此對比得出了不同環(huán)境溫度下基體變形對氧化磨損過程中氧化膜的影響,200℃時隨著載荷的增加基體變形增大,促進氧化作用隨之增加,氧化膜不斷增厚；400℃載荷為100N時,基體變形對氧化的促進作用低于50N時,當載荷達到150N時,基體發(fā)生嚴重變形,并已進入阻礙氧化的變形

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),氧化膜為多層結構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構且與基體結合緊密。給出了兩種過程的氧化機制,500℃高溫氧化機制分為氧化物形成、氧化物競爭生長并形成完整氧化膜、兩層氧化膜結構形成三個階段；650℃時分為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層形成三個階段；氧化磨損過程的氧化機制