在不同拉应力作用下氧化不同时间后,试样表面氧化层厚度均随氧化时间的延长而增加,其厚度增加速率随拉应力的增大而增加;当氧化40h时,施加拉应力的试样表面氧化层厚度小于未施加拉应力的,且厚度随拉应力的增加而减小,此时拉应力并没有促进氧化的进行;当氧化时间延长到80h以后,施加拉应力的试样表面氧化层厚度大于未施加拉应力的,且随拉应力的增加而增大,拉应力促进了氧化的进行。试样的氧化动力学曲线并不是简单的抛物线,这与之前一些学者的研究有所不同,但与Swaminathan等得到的P91钢氧化动力学曲线相似。无外加拉应力时,试样的氧化指数为0.79757;当存在拉应力时,氧化指数增大且随拉应力的增加而增大。
外加拉应力的引入会影响金属中组元的活度,从而影响金属表面的氧化速率。为了研究这种影响机制,引入了“热力学活度”的概念。P92钢表面氧化行为的影响机理分析可以从高温氧化热力学和高温氧化动力学两个方面展开,在氧化初始阶段,P92钢的表面氧化速率受化学反应控制,当表面形成氧化膜后,氧化膜的生长主要受氧化膜内元素的扩散控制。在外加拉应力的作用下,P92钢表面产生较多的空位和位错,促进了氧化物的形核,表面形成了密集而细小的氧化物;氧化物的形成使氧化物晶界体积分数增大,增强了元素的短路扩散,因此氧化膜增厚速率明显加快;应力越大,对组元短路扩散的促进越明显,氧化膜增厚速率越快 。