Page 20 - 理化检验-物理分册2025年第五期
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徐尚呈，等：GCr15轴承钢氧化物圆点形成条件模拟试验
2.2 不同保温温度下的裂纹氧化特征变化 层；在 850 ℃加热保温后，裂纹处开始出现龟背纹
经过不同温度保温并空冷后，各试样的氧化 轮廓，随着加热温度的升高，裂纹处的氧化层越厚；
特征微观形貌如图 2 所示。由图 2 可知：在不大于 在 1 100 ℃加热保温后，裂纹处除有明显氧化层
800 ℃加热保温后，预制裂纹处的氧化特征不明显； 外，钢材基体内开始出现明显的氧化物圆点。说
在 800 ℃加热保温后，裂纹处开始出现明显氧化 明温度越高，氧化物圆点颗粒尺寸及密度越大。
图 2 不同保温温度下各试样的氧化特征微观形貌
2.3 讨论 钢材的氧化机制是：钢中的铁元素与O 2 、CO 2 和
在加热过程中，钢中的碳元素与O 2 、CO 2 、H 2 O 水蒸气等发生反应，造成钢的表面氧化，即钢在氧化
等气体发生化学反应。脱碳的过程分为两个阶段： 性气氛中加热，钢材的表面将产生氧化层；在试样
碳化物的氧化与扩散。钢表面的碳元素发生氧化， 加热的过程中，裂纹表面首先被氧化，生成FeO，随
碳元素含量降低，引起表面和内部碳元素含量存在 着温度的升高，FeO层的厚度不断增大，同时有少量
差异，使碳元素从内部向表面扩散。钢的加热温度 FeO被氧化成 Fe 3 O 4 ；当温度超过900 ℃时，氧化层
越高，原子热运动就越剧烈，原子的扩散速率就越 中的FeO减少，Fe 3 O 4 增多，同时生成Fe 2 O 3 。
大，脱碳的趋势就越大 。 加热温度、加热时间与碳钢氧化烧损量之间具
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