18-8系列改良型粗晶奥氏体不锈钢以其良好的高温强度、抗烟气氧化腐蚀性能和相对低廉的成本一直受到世界各国的青睐,被广泛地应用于温度较高的受热面管排(包括末级过热器及再热器)。但是这类奥氏体不锈钢在高温蒸汽环境中有时会出现严重的蒸汽氧化以及随后的氧化皮大面积剥落问题,从而导致过热器和再热器管因氧化皮堆积堵塞而引起的过热爆管事故发生或由于蒸汽中携带的氧化皮颗粒对汽室部件冲刷而引起的喷嘴、叶片、叶轮隔板等异常磨损。因此本文主要对TP347H和TP304H钢在高温水蒸气介质环境中的氧化行为进行了研究,希望能给TP347H和TP304H钢在电站安全运行提供帮助。首先利用热工院自行研制的实验室蒸汽氧化装置,采用不连续称重法对TP347H和TP304H钢的高温蒸汽氧化动力学进行了研究,研究表明随着温度的升高,TP347H和TP304H钢氧化腐蚀逐渐加重。在560℃、590℃和620℃温度下TP347H和TP304H钢氧化动力学方程遵循Δm=ktz抛物线规律。并且在这些温度下以上两种钢在氧化过程中没有出现氧化层剥落的情况。并且590℃到620℃是TP347H和TP304H钢单位面积增重增长最快。接着借助扫描电镜和能谱仪深入认识了TP347H和TP304H钢氧化腐蚀产物(氧化层)的组织结构及形成机理等。研究发现TP347H和TP304H钢表层氧化物的生长方式：首先在表面生成颗粒状的氧化物,接着在氧化物表面生成结晶状的物体,这些结晶体横向生长形成连续的氧化物膜层,结晶状氧化物进一步长大,开始了纵向的长大,结晶状氧化物之间形成小的孔洞,随着时间的延长,结晶状氧化物继续长大,之间的的孔洞消失,然后在结晶状氧化物上生成大量的晶须。并随着氧化温度的增高,这个长大过程进行的更快。这说明随着温度的升高,金属的抗氧化能力减弱。TP347H和TP304H内壁氧化物由两层氧化物构成,外层氧化物比较疏松,外层氧化物为Fe2O3,内层氧化物致密,内层生是(Fe,Cr)尖晶石氧化物和NiO构成；内层和外层氧化物之间的界面相对应于原始金属表面,内外层之间一般情况下是由大小不一的孔洞连接而成,随着氧化时间的延长,氧化层厚度增加。TP347H和TP304H钢生长过程可总结为：氧化物与金属界面起伏不平,内层厚度不均匀,氧化以凹坑状向金属基体生长。生长期氧化凹坑正前方无抑制膜,凹坑两侧有抑制膜,氧化凹坑向前氧化速度明显大于向两侧氧化速度,氧化凹坑形态呈开放式。当氧化凹坑正前方生长至晶界时,由于晶界提供给Cr原子速度快,氧化凹坑正前方形成抑制膜,氧化凹坑进入停滞期,其形态呈封闭型。抑制膜含Cr量较高,抑制膜前方金属存在贫Cr带和富Ni带。一般来说,凹坑两侧抑制膜的厚度、含Cr和Ni量和前方金属贫Cr和富Ni带厚度及程度均大于氧化凹坑正前方抑制膜的厚度、含Cr和Ni量和前方金属贫Cr和富Ni带厚度及程度。两个氧化凹坑侧面相汇合,往往遗留下未氧化的金属颗粒。凹坑状氧化型内层氧化物化学元素分布不均匀性大,内层氧化物中存在残留破碎的抑制膜,这表明氧化过程是一个氧化前沿抑制膜形成和被超越的过程。