不锈钢高温氧化问例

专题技术讲座热力系统水蒸汽高温氧化氧化皮问题的研究李志刚二○○五年四月前言•近期在国内和华能系统内，机组的高温氧化和氧化皮问题的凸现，引起了普遍的关注。

•高温段金属表面的氧化皮是如何形成并脱落的。

•蒸汽中的溶解氧是否与氧化皮问题有关。

要点1 提供高温氧化机理和有关的基本概念。

2 总结国内外有关的研究成果。

3 提出进一步研究的思路和途经伊敏电厂氧化皮问题•＃1机组运行约3万小时，12Cr18Ni12Ti奥氏体不锈钢的氧化皮已经达到一定的厚度。

水平烟道受热面材质为12Cr18Ni12Ti的二级屏过热器、三级屏过热器、二级对流过热器、二级对流再热器所有管屏U型弯下部均发现氧化皮，氧化皮脱落的管道占水平烟道受热面总数的90%以上。

脱落氧化皮为鳞片状，厚度0.06-0.14mm，长度5-30mm。

氧化皮两侧呈不同颜色，靠蒸汽侧为浅灰色Fe2O3，靠金属侧为深黑色Fe3O4。

相同材质机组对比1•调查结果表明尽管盘山电厂锅炉运行时间和加氧时间还比伊敏电厂长，但盘山电厂不锈钢管内壁氧化轻微，氧化皮很薄且剥落轻微，从未发现过停炉后堆积现象。

区别如下：1．伊敏发电厂：锅炉18.472×18.472米的正方形“T”型炉结构，切园燃烧，燃用伊敏本地产褐煤。

炉膛四面墙上布置32个煤粉喷燃器，每面炉墙上布置两列四层煤粉喷燃器。

按烟气流向在水平烟道中布置有二级屏式过热器，费斯顿-1，一级屏式过热器，三级屏式过热器，二级对流过热器，二级对流再热器，费斯顿-2，费斯顿-3。

盘山发电厂：锅炉为23080×13864mm“T”型炉结构，燃用神华煤，对冲燃烧方式，共有8套制粉系统。

燃烧器共32只，分四层布置，每层共8只，分列于左、右侧墙形成。

该燃烧器的一、二次风均为旋流，一次风旋流强度不可调；二次风的旋流强度可调。

按烟气流向在水平烟道中布置有一级屏式过热器,二级屏式过热器，费斯顿-1，，三级屏式过热器，二级对流再热器，二级对流过热器，费斯顿-2，费斯顿-3。

2007年第4期宝　钢　技　术304奥氏体不锈钢高温氧化行为研究彭建国1,骆素珍1,袁　敏2(1.宝钢研究院,上海　201900;2.不锈钢分公司,上海　200431) 摘要:针对304热轧卷高温氧化缺陷问题,通过SE M,EP MA,XRD,E DS和XPS分析了304热轧卷氧化皮的成分和结构,研究了304的氧化行为,探讨了大生产过程中卷取温度对304氧化行为的影响。

研究表明304奥氏体不锈钢热轧卷的氧化皮结构比较致密,主要成分为铁铬尖晶石(Fe3-y CryO4)。

304的抗氧化性较强,温度低于900℃时,氧化极为缓慢;温度高于900℃后,氧化稳步增加。

适当降低卷取温度,有利于304氧化皮的去除。

关键词:奥氏体不锈钢;氧化皮;氧化行为;温度中图分类号:TG142.71　文献标识码:B　文章编号:1008-0716(2007)04-0029-04Research on O x i da ti on Behav i or of304Austen iti c St a i n lessSteel a t H i gh Tem pera turePeng J ianguo1,L uo Suzhen1,Yuan M in2(1.Baosteel Research I n stitute,Shangha i201900,Ch i n a;2.St a i n less Steel Branch,Shangha i200431,Ch i n a) Abstract:On the basis of oxidati on default of304hot2r olled stri p at high te mperature,the component and struc2 ture of oxide scale of304hot2r olled steel stri p were analyzed with SE M,EP MA,XRD,E DS and XPS.The oxidati on behavi or of304was studied.The influence of coiling te mperature on oxidati on behavi or of304stainless steel was in2 vestigated.The results show that the oxide scale of304austenitic stainless steel is denser and its main component isferr ochr ome(Fe3-y CryO4).The304’s oxidati on resistance is rather str ong.W hen te mperature is l ower than900℃,the oxidati on is very sl ow.However,when the te mperature is higher than900℃,the oxidati on rate increases steadily. The oxide scale of304hot2r olled stri p will be easy t o remove when the coiling te mperature decreases p r operly.Keywords:austenitic stainless steel;oxide scale;oxidati on behavi or;te mperature0　前言奥氏体不锈钢是指含有适量镍、铬含量大于12%,晶体结构呈面心立方的铁基合金[1]。

2007年第4期宝　钢　技　术304奥氏体不锈钢高温氧化行为研究彭建国1,骆素珍1,袁　敏2(1.宝钢研究院,上海　201900;2.不锈钢分公司,上海　200431) 摘要:针对304热轧卷高温氧化缺陷问题,通过SE M,EP MA,XRD,E DS和XPS分析了304热轧卷氧化皮的成分和结构,研究了304的氧化行为,探讨了大生产过程中卷取温度对304氧化行为的影响。

研究表明304奥氏体不锈钢热轧卷的氧化皮结构比较致密,主要成分为铁铬尖晶石(Fe3-y CryO4)。

304的抗氧化性较强,温度低于900℃时,氧化极为缓慢;温度高于900℃后,氧化稳步增加。

适当降低卷取温度,有利于304氧化皮的去除。

关键词:奥氏体不锈钢;氧化皮;氧化行为;温度中图分类号:TG142.71　文献标识码:B　文章编号:1008-0716(2007)04-0029-04Research on O x i da ti on Behav i or of304Austen iti c St a i n lessSteel a t H i gh Tem pera turePeng J ianguo1,L uo Suzhen1,Yuan M in2(1.Baosteel Research I n stitute,Shangha i201900,Ch i n a;2.St a i n less Steel Branch,Shangha i200431,Ch i n a) Abstract:On the basis of oxidati on default of304hot2r olled stri p at high te mperature,the component and struc2 ture of oxide scale of304hot2r olled steel stri p were analyzed with SE M,EP MA,XRD,E DS and XPS.The oxidati on behavi or of304was studied.The influence of coiling te mperature on oxidati on behavi or of304stainless steel was in2 vestigated.The results show that the oxide scale of304austenitic stainless steel is denser and its main component isferr ochr ome(Fe3-y CryO4).The304’s oxidati on resistance is rather str ong.W hen te mperature is l ower than900℃,the oxidati on is very sl ow.However,when the te mperature is higher than900℃,the oxidati on rate increases steadily. The oxide scale of304hot2r olled stri p will be easy t o remove when the coiling te mperature decreases p r operly.Keywords:austenitic stainless steel;oxide scale;oxidati on behavi or;te mperature0　前言奥氏体不锈钢是指含有适量镍、铬含量大于12%,晶体结构呈面心立方的铁基合金[1]。

不锈钢管光亮退火后变色问题哎呀，不锈钢管光亮退火后变色的问题，这可真是个让人抓狂的事儿啊！想想吧，刚刚焊接好的不锈钢管，光滑亮丽，简直就像刚从美容院出来的小美女，真是让人爱不释手。

可是，一旦经过退火，嘿嘿，这颜色变化就像是爱情中的误会，令人心头一紧。

你是不是也好奇，为什么这些原本闪闪发光的管子，竟然在退火后变得灰蒙蒙的？这背后其实有个小故事。

得说退火这玩意儿，是为了消除焊接带来的内应力，提升不锈钢的耐腐蚀性。

听起来挺高大上的，但结果却是有时候让人无奈。

光亮的表面在高温下，氧化层和铁离子的奇妙互动，就像老爸和老妈吵架一样，搞得一团糟。

这种氧化反应可不是随便玩的，瞬间就让你眼前的金属管变得毫无光泽，哎呦，不仅失去了原有的美感，甚至有些地方还变得暗淡无光，令人心疼不已。

有人可能会问，咋办呢？有没有什么高招能让这些不锈钢管恢复昔日风采？其实办法是有的！清洗和抛光这两招，是你必须得记牢的法宝。

用专业的清洗剂，配合刷子，像是在给你的宝贝做一次大保健，刷刷刷，别怕麻烦，越细致越好。

清洗完之后，抛光更是不可或缺，光滑的表面，才会让不锈钢管重现当年的光辉。

就好像给小狗洗完澡，擦干后那种傲娇的神态，分分钟让你心花怒放。

不过，话说回来，有时候即便你费尽心思，还是难以避免变色。

尤其是在大气污染严重的地方，那可真是让人哭笑不得。

你可能会发现，原本光亮的不锈钢管，经过一段时间的暴露，竟然开始出现一些斑点，就像是在脸上长了青春痘一样，哎，这真是让人心累！为了避免这种悲剧，我们最好选择一些防护涂层，给这些小家伙穿上一件“防护服”，让它们在外面大风大浪中也能安然无恙。

有朋友说了，不锈钢管不是不锈的吗？怎么还会生锈呢？这可就有点误会了。

不锈钢虽然抗腐蚀，但不代表它完全不生锈。

尤其是在潮湿的环境中，或是有化学品的地方，铁离子在氧气和水的作用下，也会“变身”成锈斑，真是让人无奈。

不过呢，咱们也不能因此就对不锈钢失去信心。

只要好好维护，定期检查，这些小麻烦都能迎刃而解。

316L不锈钢表面耐高温氧化涂层的制备与性能樊新民;任小敏【摘要】采用溶胶-凝胶法,以异丙醇铝为前驱体制备Al2O3溶胶,浸渍提拉后800℃下真空烧结,在316L奥氏体不锈钢表面制备出无裂纹的Al2O3涂层,研究涂层层数对316L奥氏体不锈钢高温抗氧化性能的影响.通过XRD和DSC对干凝胶粉末进行分析,并使用SEM研究Al2O3涂层表面形貌特征.涂层的高温抗氧化性能则使用氧化称重法来表征,对比有涂层试样和空白试样在高温氧化环境中的增重比.结果表明:制备出的涂层Al2O3颗粒均匀细小,有效阻止了氧化的进程,提拉3次制备的涂层的抗高温氧化效果最佳,在800℃使用的情况下至少延缓氧化时间165 h.【期刊名称】《材料科学与工艺》【年(卷),期】2014(022)001【总页数】5页(P105-109)【关键词】溶胶-凝胶法;316L不锈钢;浸渍提拉;Al2O3涂层;高温氧化【作者】樊新民;任小敏【作者单位】南京理工大学材料科学与工程学院,南京210094;南京理工大学材料科学与工程学院,南京210094【正文语种】中文【中图分类】TG174.45316L不锈钢是为改善耐腐蚀性能而发展出的一种超低碳奥氏体不锈钢，具有优良的耐腐蚀性能，广泛用于石油、化工、生物领域中［1-2］.但该钢只能在800℃以下连续使用，而在更高温度氧化环境中无法长时间工作［3］，随着高端科技的发展，对其高温抗氧化性能提出更高要求［4］.溶胶-凝胶法制备氧化物陶瓷涂层是一种有效的保护钢铁材料、延长材料在氧化或者腐蚀等恶劣环境寿命的途径［5-7］.目前在316L不锈钢表面制备高温抗氧化涂层的研究鲜有报道.溶胶-凝胶法作为制备陶瓷涂层的一种方法，具有可在大面积或任意形状的基体上成膜，在多元组分体系中化学均匀性可达分子水平，反应过程可实现精确控制，并且掺杂范围宽，易于改性等优势［8］，相比于 CVD、PVD等方法简单易行，设备成本低.溶胶的制备过程对涂层的性能有很大影响，其微观结构，如微粒大小极大的影响了涂层的烧结温度和阻隔腐蚀介质的性能［7，9］.用溶胶-凝胶法制备表面涂层时，很多文献都追求提高涂层的厚度，认为厚度达到一定的程度时，涂层的抗氧化、耐腐蚀等性能会提高，为了达到期望厚度值，会采用提高溶胶粘度［10-11］、增加层数［12］等方法，得到厚度为1～6 μm 的涂层，这种方法在短期内能有效隔绝基体与外界氧化腐蚀介质，但同时会导致涂层厚度不均匀，与基体结合力差，易产生裂纹并脱落等问题，并且耗时长，不利于工业化大规模生产.本文采用溶胶-凝胶法，以异丙醇铝为前驱体，与水按一定比例混合，在恒温水浴中水解，加入作为胶溶剂的HNO3得到勃姆石(γ-AlOOH)溶胶，使用浸渍提拉法，在316L不锈钢表面制备了Al2O3涂层，并对不同层数的涂层表面形貌以及高温抗氧化性能进行研究.1 实验1.1 基体预处理实验用316L不锈钢化学成分为:0.032C，16.48Cr，10.31Ni，2.12Mo，1.11Mn，0.70Si，余量Fe.试样尺寸为15 mm×15 mm×1 mm.试样表面经不同规格的砂纸依次磨至600#，随后分别放入去污剂、乙醇中超声波清洗，最后在80℃热脱脂并干燥.1.2 溶胶制备采用异丙醇铝(Al(iso-OC3H7)3)为前驱体，加入过量去离子水，在90℃恒温水解2 h，并伴以电动搅拌，整个过程敞口，水量过少时添加至足量，最终保持摩尔比Al(iso-OC3H7)3∶H2O=1∶100.随后缓慢滴入胶溶剂HNO3，调节pH值至2，继续搅拌1 h，将得到的溶胶放入恒温水浴锅中，70℃下回流老化24 h，得到稳定澄清的勃姆石溶胶.将溶胶密封置于室温未控制湿度的环境中，具有很高的稳定性，放置6个月，没有出现沉淀、粘度升高或者凝胶化等现象.1.3 涂层制备涂层的涂覆方法主要有浸涂法、喷涂法、旋转法、电泳法，其中最简单和应用最广泛的是浸涂法，也称浸渍提拉法［13］.本文采用浸渍提拉法，将备用的基体试样固定在浸渍提拉仪上，调节升降速度为10 mm/min，浸渍时间为300 s.每次浸渍提拉结束后，将试样放入100℃干燥炉中干燥30 min.按照试验的设计，分别制备出1层、3层、6层涂层、15层的试样.在基体上涂覆溶胶后，需要经干燥并烧结，除去干凝胶中残留的有机溶剂等，最后得到致密无裂纹的涂层.将试样放入真空管式炉中，加热升温速度为5℃/min，为防止加热中涂层开裂，先加热至300℃保温60 min，然后加热至800℃保温60 min，之后随炉冷却，最终得到均匀无裂纹的涂层.1.4 样品性能表征溶胶的性能检测采用德国Bruker D8 ADVANCE型X射线衍射仪，对干凝胶粉末进行分析，扫描参数为:Cu靶(Kα1)，管流40 mA，管压40 kV，扫描角度范围为10°～80°.为了确定涂层的烧结温度等，对干凝胶粉末进行了DSC测试，得到DTA和TG曲线.涂层表面形貌采用扫描电镜观察.采用非连续称重法表征涂层的高温抗氧化性能，得到时间-增重曲线.将样品置于干燥的坩埚，放入马弗炉中，气氛为静态空气，氧化温度为800℃，每10 h左右取出坩埚，并在室温冷却10 min至室温，用镊子夹取出试样，使用精度为10-4g的电子天平称量，共氧化165 h，确定氧化速度.在同样的实验条件下，每2 h取出试样一次，每次取出以同样的方法室温冷却10 min并称量，循环36次，检验涂层的抗热震性能.2 结果与讨论2.1 溶胶性能表征为了制成高质量的涂层，溶胶必须达到一定的粘度、稳定度、颗粒度.溶胶粘度过高或过低都难以得到好的涂层.若粘度过低，得到的涂层厚度太薄，无法起到保护基体免于腐蚀氧化等侵蚀;若粘度过高，单层涂层厚度过大，烧结过程中，凝胶失水过多，涂层在垂直于基体表面方向的收缩力大于涂层与表面的附着力，容易导致开裂并脱落.经台阶仪测试，3层涂层的厚度为300 nm左右，属于较为适合的厚度范围.图1为制备出的溶胶在120℃烘干并研磨后得到的干凝胶粉末的扫描电镜照片，由图1(a)中可见研磨后的粉末，为团聚颗粒，图1(b)则是单个颗粒的表面形貌，可见粉末颗粒是由粒径大小在几至几十纳米级的小颗粒组成，表明所得的溶胶中粒子细小均匀，这对于涂层的致密性至关重要，说明溶胶性能达到预期效果.从上述分析已知干凝胶成分为勃姆石，对粉末进行DSC分析，得到TG-DSC曲线，升温速度设为10 K/min，得到的曲线如图2所示.由TG曲线可知，在整个升温过程中，干凝胶的初始质量为10.466 mg，到500℃左右质量变为6.120 mg，随后曲线趋于平稳，质量变化率，即剩余质量占原质量的比率(1-Δm/m0)为58.5%.在75℃有一个尖锐的吸热峰，这是干凝胶中的溶剂水和异丙醇铝水解形成的异丙醇在75℃左右吸收热量缓慢挥发引起.在274℃和506℃附近有两个较为平缓的放热峰，分别是粉末失去化学结合水和其中残留的一部分有机基团的燃烧造成.506℃后，将TG和DSC曲线结合分析，TG和DSC曲线均趋于水平，说明粉末已经没有质量损失和增加，也没有明显的吸放热，表明506℃以后勃姆石已经转化成Al2O3，其后的升温主要是对Al2O3的晶型变化产生影响.从800℃附近开始，DSC曲线有上升趋势，开始放热，而TG曲线基本保持水平，粉末样品的质量几乎没有变化，主要是因为Al2O3在800℃附近发生了晶型转变.图1 干凝胶粉末SEM照片通过XRD物相分析，由图2可以看出，所有的特征峰均为勃姆石(AlOOH)，无其他物质的峰存在，所得溶胶纯度高.图2 干凝胶粉末的XRD谱图从上述分析已知干凝胶成分为勃姆石，对粉末进行DSC分析，得到TG-DSC曲线，升温速度设为10 K/min，得到的曲线如图3所示.由TG曲线可知，在整个升温过程中，干凝胶的初始质量为10.466 mg，到500℃左右质量变为6.120 mg，随后曲线趋于平稳，质量变化率，即剩余质量占原质量的比率(1-Δm/m0)为58.5%.在75℃有一个尖锐的吸热峰，这是干凝胶中的溶剂水和异丙醇铝水解形成的异丙醇在75℃左右吸收热量缓慢挥发引起.在274℃和506℃附近有两个较为平缓的放热峰，分别是粉末失去化学结合水和其中残留的一部分有机基团的燃烧造成.506℃后，将TG和DSC曲线结合分析，TG和DSC曲线均趋于水平，说明粉末已经没有质量损失和增加，也没有明显的吸放热，表明506℃以后勃姆石已经转化成Al2O3，其后的升温主要是对Al2O3的晶型变化产生影响.从800℃附近开始，DSC曲线有上升趋势，开始放热，而TG曲线基本保持水平，粉末样品的质量几乎没有变化，主要是因为Al2O3在800℃附近发生了晶型转变.图3 勃姆石干凝胶粉末的DSC曲线图4为对干凝胶粉末按照涂层热处理相同的热处理制度下热处理后所得粉末的XRD谱图.从图中可以看出，经过热处理后，粉末的主要成分从勃姆石(AlOOH)变为γ-Al2O3、δ-Al2O3及少量η-Al2O3.图4 干凝胶粉末经煅烧后的XRD谱图2.2 涂层表面形貌图5为热处理密实化后得到的不同层数Al2O3涂层表面形貌SEM照片.图5(a)(b)(c)分别为涂覆1层、3层、15层后得到的涂层.图5(a)中1层涂层平整无裂纹，可见颗粒状结构特征，且颗粒细小均匀，但有小幅起伏，可能是由砂纸打磨后留下的划痕所致.图5(b)中在均匀颗粒状的涂层表面偶见白色大颗粒，为部分溶胶在浸渍提拉后聚集而成的小胶滴干燥后形成的二次粒子，这种现象在图5(c)中表现得更为明显，整个涂层表面布满此类颗粒.从图5(a)(b)(c)的渐变趋势看出，有越来越多的溶胶在已有涂层表面凝结，形成二次粒子，而没有用于成膜，对照Stephane Parola等的实验结果，涂层数从1增加至3层的过程中，单层增加量逐渐减小，可能正是由于在层数增加的过程中，表面形成的二次粒子越来越多，成膜的效率降低.这表明，随着涂层层数增加，涂层厚度也随之增加，但是增加速度越来越小，因为有部分溶胶在成膜过程中形成二次粒子，且层数越多，二次粒子越多.图5 不同层数的涂层扫描电镜照片另外，表面的二次粒子还会对涂层产生有害影响，因为二次粒子是由Al2O3干凝胶组成，在高温下膨胀系数较大，而粒子与涂层相连，如同楔子嵌入涂层，受热膨胀后可能将涂层撑破，产生裂纹，不能阻隔外界的氧化物质侵蚀基体，导致涂层抗氧化性能失效.2.3 涂层高温抗氧化性能图6是316L不锈钢为基体的带Al2O3涂层层数分别为1、3、6时的样品以及不锈钢裸样在800℃，空气气氛条件下恒温氧化165 h以及循环氧化36次的氧化增重曲线.从图6(a)恒温氧化曲线看出，裸样和涂层试样在开始阶段均有小幅增重，随后裸样和涂层试样便出现极大差别.由于316L不锈钢不能在800℃以上长期连续服役，裸样在前10 h中质量增加值大于所有涂层试样，并且可见金属光泽消失，表面氧化发黑，可见氧化膜脱落，增重值变为负值，从20 h直至50 h时段，质量开始上升，说明新裸露出来的表面又被氧化，试样再次出现氧化增重，后面的过程如此重复，曲线呈现阶梯状，整个过程在剥落和氧化竞争的机制中进行.相比于裸样，涂层试样整个过程质量较为稳定，只有单层涂层的试样在150 h附近开始出现剥落，根据观察，单层涂层在100 h左右表面即发黑暗哑，明显开始有氧化迹象，表明单层涂层相比于多层涂层抗氧化有效时间较短，没有多层涂层抗氧化持久.对比涂层为3层和6层的试样，在整个氧化过程中3层试样的增重比6层低，表明3层抗氧化保护性能优于6层试样.此结果与文献［14］中随着涂层厚度的增加，氧化速率Kp先减小后增大相符，抗氧化效果并不是随着厚度增加而提高.试验结果表明，3层涂层在恒温氧化过程对基体的防护效果最佳.循环氧化曲线如图5(b)所示，经过常温-800℃循环36次后涂层试样质量几乎没有变化，而裸样在10 h左右即开始氧化严重并且剥落，质量急剧下降.结果说明涂层的抗热震性能很好.图6 涂层试样和裸样在800℃氧化增重曲线3 结论1)采用溶胶-凝胶法，制备出澄清稳定的溶胶后，以浸渍提拉法制备涂层.当涂层的层数不同时，得到的涂层表面形貌也有所差异，从SEM照片可见随着层数的增加，表面出现的二次粒子越多，溶胶的利用率下降.2)对试样进行氧化动力学实验，从恒温氧化和循环氧化的结果可见，相比于裸样，涂层对样品的保护效果很明显.3)适量的涂层层数可以有效防止氧化，1层涂层时，抵抗不住持久的氧化，在165 h时已经开始氧化剥落，而涂层层数多时经济效益不明显，并且表面的二次粒子可能会对涂层有伤害.3层涂层时制备周期相对较短，抗氧化效果佳.参考文献:［1］梁潞华.304、304L、316、316L在化工容器上的应用［J］. 化学工程与装备，2009，2:54-55，62.LIANG Luhua.The applications of 304、304L、316、316L in chemical containers［J］. 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不锈钢基础知识问答1．什么是不锈钢？答：不锈钢是不锈钢和耐酸钢的简称。

在材料科学领域中，将Cr含量大于12%，且以耐蚀性和不锈性为主要使用性能的一系列铁基合金称为不锈钢。

通常对在大气、水蒸气和淡水中等腐蚀性较弱的介质中不锈和耐蚀的钢种称为不锈钢，对在酸碱盐等腐蚀性强烈的环境中具有耐蚀性的钢种称为耐酸钢。

2．不锈钢是如何分类的？答：常用的不锈钢的分类方法主要有：1）按钢的组织结构分类可分为：奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、双相不锈钢和沉淀硬化不锈钢。

2）按钢的化学成分分类可分为：Cr不锈钢、Cr-Ni不锈钢、Cr-Mn-N-Ni 不锈钢、超低碳不锈钢、高纯不锈钢等。

3）按钢的功能分类可分为：低温不锈钢、耐热不锈钢、耐磨不锈钢、无磁不锈钢、易切削不锈钢和超塑性不锈钢等。

3．什么是马氏体不锈钢？马氏体不锈钢是如何分类的？答：马氏体不锈钢可以通过热处理对其性能进行调整，是可以硬化的不锈钢。

根据钢中合金元素的差别，可分为马氏体铬不锈钢和马氏体铬镍不锈钢，对于马氏体铬不锈钢又可分为低碳、中碳和高碳三种类型。

4．Cr和C对马氏体不锈钢有何影响？常用的马氏体不锈钢有哪几种？答：铬是铁素体形成元素，碳使奥氏体相区扩大，是奥氏体形成元素，铬与碳对马氏体不锈钢交互作用，互相制约。

1）铬的影响铬能提高其淬透性，在淬火和回火条件下，铬的增加使稳定的铁素体量增加，降低了钢的硬度和强度，但在退火条件下，铬的增加，硬度和强度随之增加，铬是目前使钢钝化并赋予良好耐蚀性和不锈性的唯一有工业使用价值的元素，随铬含量的增加，耐大气腐蚀和耐蚀性增加，铬还增加了钢的抗氧化性。

2）碳的影响对马氏体不锈钢，因其铬含量已使奥氏体相区封闭，为产生马氏体相变，钢中的碳含量就起着很重要的作用，一般在0.1—1.0%之间，在铬含量一定的前提下，钢中碳含量的提高，淬火后硬度提高，但塑性下降。

碳对马氏体不锈钢的耐蚀性有不利的影响。

常用的马氏体不锈钢有：1Cr13（半马氏体不锈钢）、2 Cr13、3Cr13、4Cr13、9Cr18、1Cr17Ni2、0Cr13Ni5Mo等。

高温下，不锈钢的氧化性能受到很大的影响，其氧化层有结构性的变化。

一、氧化膜；不锈钢在室温情况下，表面只生成Fe3O4，Fe2O3相二层结构，当温度〉570度时，生成FeO层，所以高温环境，表面氧化膜为三层结构。

从高温冷却回的过程：FeO要分解，氧化皮层中有相变。

膜内部电子环境考虑：阳离子空位：P型半导体如FeO ，Fe3O4膜阴离子空位：N型半导体如Fe2O3膜过程解释：氧化过程的主要是氧离子和铁离子（合金元素形成的离子）在氧化层中的扩散，同时也是电子传导过程。

这个氧化腐蚀的过程，本质上也是一个电化学腐蚀过程。

这也是不锈钢和耐热钢在理论上的共同基础。

实际工件表面的氧化层，还有以下性质：①通过对氧化物体积和被氧化物体积的比较，判断氧化膜是否覆盖工件表面；例：V(FeO)：V(Fe)=1.77；V(Fe3O4)：V(Fe)= 2.09V(Fe2O3)：V(Fe)=2.14判定：大于1说明可以覆盖表面，考虑体积，比值，层与层的应力，可以推断出容易起皮。

②生成的氧化物结晶结构和致密性；③和基体金属的结合。

二、氧化速度；氧化速度主要取决于化学反应的速度和扩散的速度，温度的升高，化学反应的速度和扩散速度将增加，随着时间的延长和膜的的增厚或膜的致密性的提高而减慢，因此氧化速度可有下列三种情况：1）氧化膜不完整、不连续时，像氧化物比体积小的镁、钾、钙等，他们的氧化膜增厚和时间的关系是样：y=Kt+A；2）氧化膜是覆盖在金属表面的，膜层中可以进行离子扩散。

像铁、锰、钴、镍、铜等的氧化膜。

膜层增厚的关系：y*y=kt+A；3）膜不仅覆盖金属表面，而且膜层中离子扩散困难。

像铬、铝、硅等的氧化膜。

膜层增厚为：y=lnKt（STS表面膜的状态的解释）三、提高钢氧化性能的途径。

①.加入合金元素降低氧化膜中的扩散；②加入合金元素，提高氧化膜的稳定性；③.加入合金元素，形成致密，稳定的合金氧化膜。

高温下工作的钢件（包含STS），由于氧化有自发的趋势，氧化是一定要发生的。