Fe-22%Cr-5.8%Al합금의 고온 산화 거동
High-Temperature Oxidation Behavior of Fe-22%Cr-5.8%Al Alloy
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초록
본 연구에서는 Fe-22%Cr-5.8%Al 합금의 시간에 따른 고온 산화거동 및 산화 속도에 관해 조사하였다. 시편은 VAM(vacuum Arc Melting) 및 열간 단조 하여 제조하였다. 고온산화 실험은 세 가지 온도(900℃, 1000℃, 1100℃)에79%N2 + 21%O2 분위기 하에서 100시간 까지 등온 산화 실험을 수행 하였다. 이후 각각 시간에 따른(2, 4, 6, 10, 15, 25, 30, 60, 80, 100시간) 무게 중량의 차이를 분석 하였다. 그 결과 산화 온도가 증가함에 따라 weight gain이 다른 기울기를 나타내며 증가하는 것을 보였다. 또한 온도가 증가함에 따라 Al2O3, Cr-rich oxide, Fe-rich oxide 가 단계적으로 형성되었다. 산화 실험 결과에 의해 측정된 activation energy는 306.63 KJ/mol로 나타났다. 산화 초기 단계에 형성된 Al2O3 는 표면에 형성되어 내부를 보호해 주는 역할을 하였다. 그러나 Fe계 산화물 및 Cr계 산화물은 breakaway를 이끌어 내산화성을 저하시키는 것으로 나타났다.
Abstract
This study investigated the high temperature oxidation behavior of Fe-22%Cr-5.8%Al alloy and the oxidation kinetics of the alloy were discussed. Bulk samples were prepared by VAM (Vacuum Arc Melting) and hot forging. High temperature oxidation testes were isothermally conducted up to 100 hours in 79%N2 + 21%O2 environment at three different temperatures (900℃, 1000℃, 1100℃). The weight gain was measured after oxidation according to oxidation time (2, 4, 6, 8, 10, 15, 20, 25, 30, 60, 80, 100 hours). The weight gain significantly increased with increasing oxidation temperature. As the temperature increased, the oxidized samples showed sequential formation of Al2O3, Cr-rich oxide, Fe-rich oxide. The activation energy of high temperature oxidation was obtained as 306.63 KJ/mol. Al2O3 were developed on the surface in the early stage of oxidation, representing protective role of oxidation. However, Fe-based and Cr-based oxides leaded to breakaway of oxide layer, thus resulted in the significant increase of additional oxidation.
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