The effect of matrix grain size on the oxidation and carburization behavior of chromia-forming commercial heat resistant alloys viz. Alloy 600, Alloy 690, and Alloy 800HT has been studied in high temperature $CO_2$ at $650 ^\circ C$ and 0.1 MPa for 500 h. Solution annealing at 1120 and $1180 ^\circ C$ resulted in enlargement of the grain size. Oxidation rate increases on increasing the grain size of the alloys, due to the formation of less protective surface chromia. Similarly, excessive carburization has been observed for solution annealed Alloy 600 and Alloy 800HT specimens. Electrochemical analysis revealed that the chromia formed on higher grain size specimens were excessively porous and defective. It is interpreted that, porous chromia can accommodate increased transportation of C bearing molecules to increase the carbon activity at the oxide-metal interface, therefore proliferating the carburization. Meanwhile, carburization was limited on fine grained Alloy 800HT from cold working and recrystallization, attributed to the formation of protective chromia.
Alloy 600, Alloy 690, 및 Alloy 800HT와 같은 chromia-형성 합금의 결정립 크기가 고온 이산화탄소 환경 ($650 ^\circ C$, 0.1 MPa 및 500 시간) 산화 및 탄화거동에 끼치는 영향에 대하여 연구하였다. 이를 위해 1120 및 $1180 ^\circ C$ 에서 용체화 풀림 (solution annealing)을 수행하여 결정립의 크기를 증가시켰다. 실험 결과, 결정립의 크기가 클수록 산화 속도가 증가하였으며 탄화도 더욱 많이 발견되었다. 또한 전기화학적 분석을 통해 상대적으로 큰 결정립에서 형성된 chromia 산화막은 더 많은 다공성 및 결함을 가지고 있었다. 따라서 다공성의 chromia에서는 더 많은 $CO_2$ 또는 CO가 산화막과 모재의 경계에 도달하게 되어 탄소의 활동도를 증가시킨다고 판단된다. 반면, Alloy 800HT의 결정립 크기를 냉간압연과 재결정화를 통해 작게 할 경우 더욱 안정적인 chromia가 형성되어 탄화가 억제되었다.
