钢在加热过程中，其表层的铁与炉气中氧化性气体O2、CO2、H2O、SO2等接触发生化学反应并生成氧化铁皮，这个反应叫钢的氧化。根据氧化程度的不同，生成几种不同的铁的氧化物—FeO、Fe3O4、
Fe2O3。影响氧化的因素有：加热温度、加热时间、炉气成分、钢的成分，这些因素中炉气成分、加热温度、钢的成分对氧化速度有较大的影响。
Amine Alaoui Mouayd等人研究了钢中高硅含量、1.6wt.% Si和3.2wt.% Si和高氧化温度（850-1200℃）对尺度生长速率和形态的影响。钢在15%潮湿的空气中被氧化，具有较短的等温氧化时间（15分钟）。使用linseis的热重分析仪（TGA）做氧化试验，非合金钢的尺度增长率随时间呈抛物线规律，是铁扩散控制的氧化。硅的存在通过在刻度/金属界面上形成SiO2阻挡层而延迟生长，这种效应对于含3.2wt.% Si的钢更为重要，并且导致不连续的尺度。硅氧化物在规模/金属界面上富集，其形貌取决于氧化温度。对于低于950℃的温度，形成二氧化硅。在950℃和1150℃之间，铁橄榄石（Fe2SiO4）晶粒出现在钨/铁基体附近的尺度/金属界面。对于高于1177℃的温度，形成铁橄榄石-方铁矿共晶；这种熔融相有利于铁扩散，导致高尺度生长。冷却后，在尺度/钢界面上获得了具有小方铁矿晶粒的连续铁橄榄石层。
图1：15%℃潮湿空气中Si00在900-1200℃氧化过程中的质量增加。
图2：（a）在15%℃潮湿空气中Si16在温度为900-1200℃氧化过程中的质量增加。（b）放大Si16在钝化期时的质量增加。
（来源：林赛斯（上海）科学仪器有限公司）
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