高溫抗氧化性能是耐熱不銹鋼的關(guān)鍵性能指標(biāo)，一起受到業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。不銹鋼中含有特殊合金元素是改善與增強(qiáng)合金抗氧化性能的重要因素，在確保不銹鋼材料基本性能的前提條件下，適量地添加合金元素可以有效改善和提高合金抗氧化性，因?yàn)檫@能在不銹鋼的表面生成一層致密的氧化保護(hù)膜，以便增強(qiáng)不銹鋼材料的高溫抗氧化性能。

耐熱不銹鋼310S是高鉻高鎳奧氏體不銹鋼，它不但擁有比較不錯(cuò)的耐腐蝕與力學(xué)能力，還擁有非常優(yōu)秀的高溫耐氧化性、抗蠕變性能。所以，也被大量用來(lái)制成各類高溫爐以及特殊環(huán)境里的高溫部件。

經(jīng)過(guò)耐熱不銹鋼310S的高溫氧化機(jī)制，現(xiàn)在也有了較好的研究突破。通過(guò)研究310S不銹鋼在空氣中的高溫氧化試驗(yàn)來(lái)評(píng)測(cè)它的高溫抗氧化能力，在分析氧化動(dòng)力學(xué)增重曲線的基礎(chǔ)上，研究了這些氧化膜的形貌、分布與結(jié)構(gòu)，并解釋了這層氧化膜的形成機(jī)制。

試驗(yàn)取樣是太鋼奧氏體耐熱不銹鋼310S熱軋不銹鋼板，化學(xué)成分是0.055碳、0.50硅、1.03錳、25.52鉻與19.25鎳。

把310S不銹鋼樣品切割成30mm×15mm×4mmm，每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)使用3個(gè)平行樣，對(duì)試樣進(jìn)行研磨，經(jīng)水砂紙打磨除掉表面氧化皮和線切割加工痕跡，隨后再使用乙醇清洗吹干。準(zhǔn)備和試樣相同數(shù)量的坩堝，進(jìn)行編號(hào)，用電阻加熱爐對(duì)其進(jìn)行烘烤，使坩堝中的殘留物質(zhì)充分發(fā)揮，質(zhì)量恒定。將高溫氧化的試樣直接置于坩堝中，一同放入箱式電阻爐中進(jìn)行高溫氧化。試驗(yàn)氣氛為空氣，氧化溫度分別為800、900、1000℃；每個(gè)試樣處理時(shí)間分別為20、40、60、80、100、120、140h。氧化完成后稱重并記錄，稱重儀器為電子分析天平。

高溫氧化試驗(yàn)結(jié)束后，用X射線衍射儀對(duì)氧化產(chǎn)物做物相分析，再采用掃描電子顯微鏡、能譜儀分析氧化膜的表面形貌。最后的結(jié)果顯示，耐熱不銹鋼310S在800、900、1000℃下有著非常不錯(cuò)的抗氧化性。各溫度下隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，都有著不同程度氧化加重的趨勢(shì)，不過(guò)隨著時(shí)間延長(zhǎng)氧化趨勢(shì)減緩。另外還隨著溫度的提升，氧化速率也會(huì)加快。

第二點(diǎn)是氧化膜由外層致密的尖晶石MnCr2O4、Cr2O3和內(nèi)層的SiO2組成，隨著溫度不斷上升，MnCr2O4衍射峰增強(qiáng)，生成物也會(huì)變多。多層致密的結(jié)構(gòu)再加上氧化物自身的良好抗氧化性能，可以讓耐熱不銹鋼310S整體呈現(xiàn)出優(yōu)異的抗高溫氧化性能。