304不锈钢管表面高温变色的原理和影响因素是什么？

[导读] : 不锈钢焊管表面氧化膜实际上是一种五色透明膜，其颜色变化受光干涉原理的影响。在光干涉中，颜色的出现主要是由表面氧化膜厚度的变化引起的。即当白光经过某一厚度的氧化膜，使其间某一波长的光波振荡加强，氧化膜就呈现出该波长下所对应光的色彩;当白光经过另一厚度的氧化膜，使另一波长的光振荡加强，氧化膜就显示出另一种色彩。因此，304不锈钢管的抗氧化性是解决其高温变色的有效方法。

　　304不锈钢管具有良好的机械性能、耐腐蚀性能。从它的功能可以看出，它适用于许多领域，而且耐高温性也很强。然而，当使用温度高于450℃时，钢管表面会呈现淡黄色。那么，304不锈钢管表面高温变色的原理和影响因素是什么?

　　一、304不锈钢管高温变色的原理

　　不锈钢焊管表面氧化膜实际上是一种五色透明膜，其颜色变化受光干涉原理的影响。在光干涉中，颜色的出现主要是由表面氧化膜厚度的变化引起的。即当白光经过某一厚度的氧化膜，使其间某一波长的光波振荡加强，氧化膜就呈现出该波长下所对应光的色彩;当白光经过另一厚度的氧化膜，使另一波长的光振荡加强，氧化膜就显示出另一种色彩。因此，304不锈钢管的抗氧化性是解决其高温变色的有效方法。

　　二、304不锈钢管高温变色的影响因素及解决办法

　　而影响不锈钢耐氧化性能的因素主要有化学元素影响、氧化膜影响、表面粗糙度影响。

　　1、化学元素

　　首先是化学元素方面，304不锈钢管含碳量低，在高温环境中，碳原子在氧化过程中容易扩散到不锈钢基体中，因此304不锈钢管的氧化过程也伴随着渗碳过程。因此，可以选择铬、硅和镍含量不同的钢进行高温循环试验。试验结束后，测量各种钢中碳含量的增加比例，并根据渗碳量判断材料的氧化程度。

　　而为深入验证硅元素对不锈钢耐渗碳性能的影响，在310S不锈钢中只对硅元素占比做出调整，随后再做高温循环试验。最后的试验结果表明出铬元素质量分数提升至22%之上或提高硅元素质量分数大于2%时，不锈钢板的耐高温氧化性能有了显著提高。

　　2、氧化膜影响

　　再来看下氧化膜对不锈钢板耐氧化性能的影响。不锈钢板面的坚韧氧化膜可以阻止氧化剂侵入不锈钢基本，即阻止氧化继续产生，而疏松氧化膜则会使得氧化膜继续加厚。在连续生产线中以连续酸洗方法对不锈钢板面做强制氧化操作，以便增强不锈钢板面的氧化膜致密程度。

　　3、表面粗糙度影响

　　304不锈钢管在高温环境下的氧化，使表面氧化膜增厚。这种情况与材料本身的抗氧化性和材料的吸热能力直接相关。表面粗糙度和表面抗色度会影响管道单位面积的吸热量，并影响变色程度。

　　实践表明，当薄壁不锈钢管的表面粗糙度小于0.022μm以下时，其吸热能力显著降低，钢管不会进一步氧化，在高温环境下氧化膜厚度基本不变，变色程度也很轻微。