Water Vapour Effects of Cyclic Oxidation on Fe-Cr Alloys

Aloi Fe-Cr (Cr: 9-30 brt%) telah dikenakan pengoksidaan berkitar dalam Ar-20%O2, Ar-20%O2-5%H2O dan Ar-10%H2-5%H2O (tekanan separa oksigen, pO2 = 1.1× 10^-16atm), pada suhu 950oC. Pengukuran perubahan berat pengoksidaan menunjukkan secara umunnya bahawa peningkatan kandungan Cr dalam aloi akan mengurangkan kadar pengoksidaan. Untuk aloi Cr.17%, epengoksidaan pemecahan f telah dapat diperhatikan. Untuk aloi Cr.25%, penambahan berat adalah sangat rendah disebabkan oleh pembentukan lapisan Cr2O3. Penambahan 5%H2O kepada Ar-20%O2 dapat mempercepatkan lagi kadar pengoksidaan pada aloi yang mempunyai Cr.20%. Walau bagaimanapun, kesan pencepatan ini tidak berlaku pada aloi yang mempunyai kandungan Cr yang tinggi. Analisis XRD menunjukkan aloi yang mempunyai kandungan Cr.20%, wustit dan spinel terbentuk pada pO2 yang rendah, manakala pada pO2 yang tinggi, hematit, oksida besi dan spinel didapati terbentuk. Untuk aloi yang mempunyai kandungan Cr yang tinggi, hanya Cr2O3 dapat dikesan. Analisis keratan rentas menunjukkan bahawa spinel terbentuk melalui pengoksidaan dalaman. Ketebalan dan saiz zon oksida dalaman bertambah dengan bertambahnya kandungan Cr. Lapisan kromium oksida tunggal yang tumpat dapat diperhatikan apabila kandungan Cr melebihi 25%. Kerak oksida yang terbentuk di dalam wap air adalah lebih poros dan kurang padat berbanding kerak yang terbentuk dalam keadaan oksigen kering. Kesan wap air ke atas peningkatan pengoksidaan aloi Fe-Cr telah dibincangkan daripada aspek interaksi gas-pepejal.