一种抗高温氧化腐蚀性能研究便捷观察试验设备设计

吴 笛，王宇飞，高宗华，陈汉卿，郭丹丹

(1.兰州石化职业技术学院 质量管理处，甘肃 兰州 730060; 2.兰州石化职业技术学院 机械工程学院，甘肃 兰州 730060)

0 引 言

金属氧化是指金属除与氧气反应外还与含硫、碳、卤素及氮等气体介质反应形成金属化合物的过程。实际的高温环境还包括含灰分/沉积盐、熔融盐、液态金属等，因此，金属材料在高温下与各种腐蚀性介质的反应被称做高温腐蚀。虽然高温氧化腐蚀的过程非常复杂，但氧化过程的研究首先要从以下两方面入手：热力学和动力学。通过热力学分析可判断氧化反应的可能性，一般地，热力学分析结果同时可说明纯金属发生氧化的倾向和形成的稳定的氧化物相，而通过动力学测量来确定反应的速度。质量法是最直接、最方便的测定金属氧化速度的方法，有两种质量测定方法，即不连续称重法和连续称重法。无论是热力学分析，还是动力学分析，对金属样片高温腐蚀过程的实时观察和研究都是非常重要的环节。例如，在研究热浸镀铝钢及热浸渗铝钢抗高温氧化腐蚀性能时，如采用不连续称重法，需要分时间节点进行精确称重，并进行外观形貌观察。若能在各时间节点同时进行金相组织及能谱分析，则有助于对热浸镀铝、热浸渗铝工艺及浸镀、浸渗机理的进一步研究分析[1-3]，且可以大幅度提高试验效率。

现有技术及设备条件下的金属高温氧化腐蚀研究存在以下问题：金属的高温氧化腐蚀是金属在高温下与反应气体进行的氧化反应，而缺乏一种能够便捷观察金属状态的高温氧化腐蚀试验设备，不利于对反应中的金属进行观察和性能研究。……