Effect of water vapor on the oxidation behavior of modified low alloy steels at high temperatures

Joint Authors

Mathiazhagan, P.
Khanna, A. S.

Source

The Arabian Journal for Science and Engineering. Section C, Theme issues

Issue

Vol. 34, Issue 2C(s) (31 Dec. 2009), pp.159-178, 20 p.

Publisher

King Fahd University of Petroleum and Minerals

Publication Date

2009-12-31

Country of Publication

Saudi Arabia

No. of Pages

20

Main Subjects

Materials Science , Minerals

Topics

Abstract AR

لقد تم – في هذا البحث - فحص تصرف الأكسدة لسبائك P92 و E911 عند درجات حرارة من 800-600 م° في بيئات الهواء : الأكسجين النقي و خليط بخار الماء %70 مع الأكسجين.

و تم وصف مقاومة الأكسدة لهذه السبائك بتكوين طبقة من أكسيد FeCr2O4 عند درجة حرارة من 700-600 م°.

و عند درجة حرارة800 م°.

و قد كانت حركية الأكسدة مثلية مع تكون سريع للأكسايد الذي يؤدي إلى تصدع أكسيد سبيكة P92في الهواء.

و في حين أن القشرة المتكونة في الهواء و الأكسجين كانت محمية بصفيحة رقيقة غنية بالكروم عند درجة حرارة 700-600 م°, فإن القشرة المتكونة عند درجة حرارة 800 م° كانت عبارة عن طبقة مزدوجة ؛ الخارجية منها عبارة عن أكسيد الحديد ، بينما الداخلية هي إسبينيل غني بالكروم.

وقد كان تركيب القشرة - في حالة بخار الماء – مختلفا، حيث لوحظ أن وجود بخار الماء يحفز انتشار عنصر معين كالكروم الذي يؤدي بالتالي إلى نزع منظومة الركيزة في الكروم و إلى انتشار أسرع للحديد الذي يكون طبقة أكسيد حديد سفلية تحفز سرعة الأكسدة و بالتالي يؤدي إلى تصدع السبائك.

لقد كانت سرعة الأكسدة الأسرع في الماء مقارنة بالهواء والأكسجين النقي.

و تم ربط نتائج حركية الأكسدة بنتائج محاليل ما قبل الأكسدة بعلاقة ترابطية باستخدام تقنيات مختلفة مثل : المجهر الإلكتروني و الماسح متناهي الصغر و تحليل تبدد طاقة أشعة X و حيود أشعة X.

Abstract EN

Oxidation behavior of P92 and E911 alloys was investigated at 600°C to 800°C in air, oxygen, and O2 + 70% H2O water vapor environments.

Oxidation resistance of these alloys has been explained by the formation of a protective oxide FeCr2O4 at 600 to 700°C.

At 800°C, the kinetics are parabolic with fast growing oxide leading to spalling of oxide for P92 alloy in air.

While the scale formed in air and oxygen was protective with a chromium rich scale at 600–700°C, the scale formed at 800°C was a double layer with iron oxide an outer layer and inner Cr-rich spinel FeCr2O4.

In water vapor, the scale was quite different.

It was found that the presence of water vapor enhances the diffusion of selective elements such as Cr, which in turn depletes the substrate matrix from Cr, resulting in faster diffusion of Fe, which forms inferior iron oxides and, hence, enhances oxidation rate, leading to spalling.

The higher oxidation rate was found in water vapor compared to air and oxygen.

The higher rate of oxidation in water vapor has been explained with existing theories.

The kinetics results were correlated with the results of the post oxidation analyses using various techniques such as scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive x-ray analysis (EDAX), and x-ray diffraction (XRD).

American Psychological Association (APA)

Mathiazhagan, P.& Khanna, A. S.. 2009. Effect of water vapor on the oxidation behavior of modified low alloy steels at high temperatures. The Arabian Journal for Science and Engineering. Section C, Theme issues،Vol. 34, no. 2C(s), pp.159-178.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-359032

Modern Language Association (MLA)

Mathiazhagan, P.& Khanna, A. S.. Effect of water vapor on the oxidation behavior of modified low alloy steels at high temperatures. The Arabian Journal for Science and Engineering. Section C, Theme issues Vol. 34, no. 2C(s) (Dec. 2009), pp.159-178.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-359032

American Medical Association (AMA)

Mathiazhagan, P.& Khanna, A. S.. Effect of water vapor on the oxidation behavior of modified low alloy steels at high temperatures. The Arabian Journal for Science and Engineering. Section C, Theme issues. 2009. Vol. 34, no. 2C(s), pp.159-178.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-359032

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references : p. 177- 178

Record ID

BIM-359032