金屬在高溫下有氧化氣氛條件時使用必然會發(fā)生高溫氧化反應(yīng)，所以金屬能否在高溫下長時間使用，很大程度上取決于在金屬發(fā)生高溫氧化時表面所生成的氧化膜的性質(zhì)。這主要是因?yàn)椋貉趸a(chǎn)物的量和氧化速率是高溫氧化程度的標(biāo)志；產(chǎn)物性質(zhì)決定氧化反應(yīng)如何發(fā)生及能否保護(hù)金屬使其不被繼續(xù)氧化。
科研工作者觀察并研究了X80鋼在800～1200℃下氧化1min的氧化膜以及氧化圓點(diǎn)的形成規(guī)律。結(jié)果表明：X80管線鋼在1050℃以下具有良好的抗氧化特性，從1050℃開始整個氧化膜層明顯增厚，抗氧化能力下降；在1000℃以下氧化膜內(nèi)側(cè)區(qū)域存在明顯的Si、Cr富集帶，溫度升高到1050℃，基體界面開始出現(xiàn)氧化圓點(diǎn)，同時內(nèi)側(cè)元素富集氧化膜的完整性遭到破壞，此種現(xiàn)象主要與Cr2O3進(jìn)一步氧化形成CrO3有關(guān)。
通過熱力學(xué)和動力學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，低于1000℃，Si、Cr的氧化物穩(wěn)定性高，自擴(kuò)散系數(shù)小，利于形成界面處穩(wěn)定的氧化膜。同時發(fā)現(xiàn)，1050℃屬于X80鋼氧化質(zhì)點(diǎn)形成的臨界溫度，低于此溫度主要形成致密的界面氧化膜，它起到明顯的抗氧化作用。