標準試驗法 高溫氧化試驗標準方法,可參照我國國家標準GB/T 13303—1991《鋼的抗氧化性能測定方法》作測試評定。該標準是在靜態(tài)恒溫下進行的高溫氧化試驗方法,在國內(nèi)廣為應(yīng)用,對于評定金屬材料高溫抗氧化性方面起重要作用。此標準不僅適用于鋼及合金在高溫下氣體介質(zhì)中抗氧化性能的測定,也適于在高溫下其它腐蝕性氣體介質(zhì)中抗蝕性能的測定。標準中規(guī)定了用增重法或減重法測定鋼及合金在高溫氣體介質(zhì)中抗氧化性試驗的設(shè)備、試樣、試驗過程及抗氧化性能的評定。 2)連續(xù)稱重法 圖6.1-7為連續(xù)稱重法氧化試驗裝置。在氧化試驗過程中,置于爐中的試樣可連續(xù)稱重(人工或自動),用一個試樣就能繪制出一條完整的動力學曲線。它的另一優(yōu)點就是在氧化過程中,不會發(fā)生膜的破裂現(xiàn)象。這兩點是間斷稱重法無法比擬的。目前,這一方法也被廣泛采用,受到各方重視,并在不斷改進之中。該裝置除可進行一般氧化試驗外,還可通過爐底進氣管通入不同組分氣體進行高溫氣體腐蝕試驗。
3)振動法 圖6.1-8為振動法氧化試驗裝置[6]。試樣懸掛在爐中,根據(jù)氧化過程中試樣振動頻率的變化程度評定其抗氧化性能。振動金屬的固有頻率對表面作用非常敏感,當表面形成氧化膜后,它的頻率就會發(fā)生明顯變化,尤其是氧化膜在成長過程中發(fā)生破裂現(xiàn)象時,頻率響應(yīng)就會突然中止。因此,這一試驗方法不但適用于評定氧化速率,而且還可用于研究表面氧化膜的穩(wěn)定性和力學性能。通常還把這一方法稱為頻率響應(yīng)試驗法。gf86892
4)慢應(yīng)變速率法 慢應(yīng)變速率法氧化試驗就是使試樣在承受慢應(yīng)變速率(10-6~10-9 S-1)條件下所進行的高溫氧化試驗[7]。這一方法可用來研究高溫下膜的橫向生長破裂行為,確定膜的成長與應(yīng)變速率關(guān)系,得出膜的破裂敏感性程度。金屬高溫氧化膜的破壞往往是膜中應(yīng)力達到一定程度時所釋放的結(jié)果,其破壞形式有膜的隆起、鼓泡、開裂、形成微泡、剝離、剪切和棱角開裂等。大多數(shù)情況下,這些形式的破壞與膜中存在的橫向壓縮應(yīng)力有關(guān)。膜的破壞形式不僅取決于橫向壓縮應(yīng)力大小,還取決于氧化膜強度和塑性以及氧化膜與基體金屬的結(jié)合力。無疑,這一試驗方法有助于進一步認識氧化膜的保護性能,可在較短時間內(nèi)得出金屬表面膜存在應(yīng)力條件下的抗氧化性。 5)熱震法 熱震法也可稱間斷法氧化試驗[8],即在高溫下氧化一定時間后,急速冷卻至室溫,這樣反復(fù)循環(huán),直至到達規(guī)定次數(shù)。保溫時間長短、冷卻速度以及循環(huán)周期和次數(shù)視實際情況而定。這種試驗法是在冷熱交變較為頻繁條件下進行,氧化物極易剝落,氧化程度比標準法和連續(xù)稱重法氧化試驗結(jié)果嚴重得多,而且氧化規(guī)律也不盡相同,因而相互之間不能參照比較。熱震法氧化試驗裝置可在傳統(tǒng)法氧化試驗裝置基礎(chǔ)上加以改進,試驗結(jié)果只能用失重法或金相法評定。腐蝕產(chǎn)物清除方法參見2.3.4節(jié)。熱震法氧化試驗沒有統(tǒng)一標準,試驗過程復(fù)雜,缺乏可比數(shù)據(jù)資料,因此應(yīng)用還不普及。