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。該標準是在靜態恒溫下進行的高溫氧化試驗方法,在國內廣為應用,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中抗蝕性能的測定。標準中規定了用增重法或減重法測定鋼及合金在高溫氣體介質中抗氧化性試驗的設備、試樣、試驗過程及抗氧化性能的評定。 2)連續稱重法 圖6.1-7為連續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。它的另一優點就是在氧化過程中,不會發生膜的破裂現象。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,它的頻率就會發生明顯變化,尤其是氧化膜在成長過程中發生破裂現象時,頻率響應就會突然中止。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定性和力學性能。通常還把這一方法稱為頻率響應試驗法。gf86892
4)慢應變速率法 慢應變速率法氧化試驗就是使試樣在承受慢應變速率(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,確定膜的成長與應變速率關系,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力達到一定程度時所釋放的結果,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。大多數情況下,這些形式的破壞與膜中存在的橫向壓縮應力有關。膜的破壞形式不僅取決于橫向壓縮應力大小,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,可在較短時間內得出金屬表面膜存在應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,這樣反復循環,直至到達規定次數。保溫時間長短、冷卻速度以及循環周期和次數視實際情況而定。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稱重法氧化試驗結果嚴重得多,而且氧化規律也不盡相同,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法氧化試驗裝置基礎上加以改進,試驗結果只能用失重法或金相法評定。腐蝕產物清除方法參見2.3.4節。熱震法氧化試驗沒有統一標準,試驗過程復雜,缺乏可比數據資料,因此應用還不普及。