不同服役时间下T91钢的耐高温氧化性能

摘要

[目的]考察不同服役时间下T91钢高温氧化行为的变化规律。[方法]通过氧化增重试验，结合扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等表征技术，研究了服役时间分别为0、50 000和100 000 h的T91钢在650°C的水蒸气中的耐高温氧化性能。[结果]不同服役时间的T91钢在650°C蒸汽环境中的氧化均表现出初始快和后续慢的双阶段特征，其中服役100 000 h的T91钢氧化增重最显著，其氧化动力学呈现高氧化速率常数(k)与低时间指数(n)的特征，表明初期快速氧化后保护性膜的形成受阻。3种服役时间的T91钢表面氧化膜均呈现典型的三层结构，但氧化膜的保护性随服役时间的延长而下降。未服役的T91钢具有均匀分布的致密氧化膜，服役50 000 h的T91钢出现了过渡层中Cr元素不均匀聚集的现象，服役100 000 h的T91钢则因碳化物粗化和Laves相析出消耗了基体中的Cr而导致氧化膜疏松脱落，其耐高温氧化性能最差。[结论]对于服役时间过长的T91钢，应当缩短检修周期，防止其氧化失稳而造成泄漏事故。

关键词

耐热钢 / 长期服役 / 高温氧化 / 氧化膜 / 碳化物粗化