金属的高温氧化是指在高温情况下金属材料与氧发生反应的过程。除了氧气外还有其他氧化性气体也会对金属材料造成灾难性的腐蚀。比如氯气、CO2、H2S等气体都会氧化金属材料。实际情况中,对金属材料造成腐蚀的并不是单一种类的气体。在燃料燃烧产生的混合气氛也会对氧化金属材料。在燃烧的过程中会形成一个复杂的气氛,包括了 CO、CO2、水蒸气和未完全燃烧的碳颗粒等。其中CO2和水蒸气都具有氧化性,CO和未完全燃烧的碳都具有还原性,因此在这样的一个高温环境中金属材料发生的高温氧化是一个非常复杂的过程。本文中研究的是煤油燃烧气氛对金属材料的高温氧化行为。恐怖分子在纵火时为了达到快速放火一般会使用煤油、酒精等可燃性燃料,可燃性燃料的燃烧会对金属材料的高温氧化行为造成影响;稠油开采时,火驱采油过程中也会点燃稠油,形成的燃气气氛会对石油管道造成灾难性腐蚀。因此,研究燃烧气氛对金属材料的高温氧化行为不仅有助于纵火案的勘察,而且还对稠油的开采有重大的意义。本次研究金属材料是工业纯铁DT4钢以及37Mn5钢。由于钢铁材料研究的历史比较久远,当时的研究手段比较落后,未能研究清楚钢铁材料的初期氧化行为,尤其是在这种复杂气氛中的高温氧化行为。因此该课题对于研究钢铁材料的初期高温氧化行为也是有非常重要的意义,尤其是在这种复杂气氛中的高温氧化行为。论文中的主要研究结果如下:（1）DT4钢在700℃的短期氧化实验中,前期煤油燃烧气氛中形成的氧化膜比较厚,随着氧化时间变长,两者的氧化膜厚度在8min时一样厚。这是因为开始煤油燃烧气氛加速了氧化,但是煤油燃烧的时间比较短,当煤油燃烧气氛殆尽时两者氧化膜厚度的差距逐渐缩小,直到两者的氧化膜达到一样厚。而且存在煤油燃烧气氛时氧化膜中的缺陷比较多,当气氛消失后氧化膜中的缺陷逐渐减少。（2）在700℃的煤油燃烧气氛和空气中氧化时,DT4钢在煤油燃烧气氛中氧化速率较大,动力学曲线趋近于抛物线规律,氧化膜厚度大约为空气中形成的氧化膜厚度的2倍,氧化膜比较疏松多孔,而且整个氧化过程中氧化膜完好,氧化膜的外层为Fe3O4和Fe2O3,内层膜为FeO;在空气中氧化动力学曲线不符合抛物线规律,形成的氧化膜比较致密,16min开始氧化膜开始剥落,而且没有形成FeO内层膜。煤油燃烧时生成的未完全燃烧的碳使氧化膜变得疏松多孔,水蒸气进入氧化膜孔洞中加速了氧化膜的生长。在基体-氧化膜界面附近的氧化膜中,煤油燃烧气氛氧化物晶粒为柱状晶,晶粒比较大;而空气中为氧化物晶粒为等轴晶,晶粒比较小。（3）在600℃、700℃和800℃的氧化实验中,37Mn5钢在煤油燃烧气氛和空气气氛中氧化增重都是呈直线规律变化,在700℃空气中氧化增重和600℃煤油燃烧气氛中增重比较接近。在800℃空气中由于氧化膜剥落,其氧化增重要比在700℃中煤油燃烧气氛中的增重小。在空气中氧化时,37Mn5钢因为脱碳导致氧化膜发生鼓包,在800℃鼓包比较严重导致氧化膜剥落;在燃烧气氛中由于疏松多孔氧化膜没有产生剥落,但是在800℃时氧化膜上出现裂纹。在煤油燃烧气氛中内层的FeO膜中有Fe3O4沉淀,而且距离基体-氧化膜界面越近沉淀越小,这是由于燃烧生成的碳吸附在氧化膜表面而被包裹在其中,碳只能将部分的Fe3O4还原导致的。（4）当氧化气氛、氧化温度和氧化时间一样时,DT4钢的氧化速率要远远大于37Mn5钢的氧化速率。37Mn5钢在空气形成的氧化膜没有发生剥落的现象,但是DT4钢在空气中形成的氧化膜会发生剥落。（5）在 Q235钢和DT4钢表面打磨出同样深度的划痕并在相同的条件下氧化后,DT4钢表面留下的划痕始终比较浅,甚至在煤油燃烧气氛中看不到表面有划痕存在。当使用的基体一样时,在煤油燃烧气氛中氧化后样品表面的划痕比在空气中留下的划痕浅。