水蒸气对合金表面热生长保护性氧化层稳定性的作用

研究了铁铬合金热氧化生长Cr2O3膜在湿氧中的稳定性，发现了环境水蒸气对氧化膜稳定性的破坏作用存在孕育期规律，氧化膜中富铁氧化物瘤的出现表征孕育期结束，加速氧化开始。提出了水蒸气分子作用的“缺陷催化”模型，认为水蒸气分子透过氧化膜微结构缺陷渗透到氧化膜/合金界面，在贫铬区催化形成局部还原性气氛导致Cr2O3膜稳定性丧失。研究发现了在合金表面添加CeO2可减少氧化膜中缺陷，有效抑制水蒸气分子的渗透，提高铁铬合金表面Cr2O3膜在湿氧中的稳定性，有关结果进一步支持和发展了所提出的“缺陷催化”作用模型。丰富发展了界面局部热力学平衡和动力学因素对金属高温氧化热力学的影响理论，并为实际使用和设计铁基耐热合金提供指导依据。