新型Ni-Cr-Co基高温合金的热腐蚀行为

利用热重分析法研究了一种将用作超临界锅炉过热器管材料的新型Ni-Cr-Co基高温合金在空气中的热腐蚀行为，并利用X射线衍射和扫描电镜等实验手段详细分析了腐蚀产物和腐蚀机理．研究表明：合金表面涂覆Na2SO4后在850℃的腐蚀动力学行为遵循抛物线规律，而在950℃时因表面腐蚀产物的挥发偏离抛物线规律，抛物线速度常数逐渐降低；合金表面生成的腐蚀产物有Cr2O3、（NiCo）Cr2O4、TiO2和A1203，内析出物为Al2O3、TiO2和Cr与Ti的硫化物；合金表面涂覆Na2SO4在850℃和950℃发生了高温热腐蚀，其原因在于表面熔融态Na2SO4盐的存在使得表面形成的Cr2O3膜产生了碱性熔融．     

T2钛合金高温腐蚀行为研究

采用高温熔盐灼烧法研究T2钛合金高温腐蚀动力学及腐蚀行为.分别在500,600,700,800℃的Na2SO4或Na2SO4(80%) NaCl(20%)环境中发现T2钛合金腐蚀增重符合直线规律,直线通式为y=KLt.随着温度的增加,直线的速率常数KL增大.混合盐Na2SO4(80%) NaCl(20%)比纯Na2SO4的加速腐蚀作用更加明显.在Na2SO4或Na2SO4(80%) NaCl(20%)中,T2钛合金随温度升高,氧化膜的完整性降低.合金中Al,Zr等元素在腐蚀中向合金表面扩散,而盐中的S,Cl等元素则向合金内部扩散.     

Super304H抗碱金属硫酸盐的腐蚀行为

采用XRD,SEM和EMPA等分析方法研究了表面喷涂碱金属硫酸盐的Super304H在750℃空气中的耐高温腐蚀特性。结果表明:Super304H在腐蚀初期发生高温氧化,动力学曲线遵循抛物线规律,表面生成相对致密且具有保护性作用的铁/铬氧化膜;延长腐蚀时间,生成挥发性腐蚀产物Na4(CrO4)(SO4);氧化膜增厚,变得疏松多孔,近基体表面处细小孔隙萌生,并聚集长大成微裂纹、微孔洞,基体内部发生内硫化。分析认为:低熔点共晶体Na2O·Na2SO4的形成以及Cr2O3在硫酸盐中的碱性熔融促进了腐蚀加速与持续。     

Fe-Cr合金预氧化后涂覆KCl盐膜的热腐蚀行为

为开发新型耐高温氯化腐蚀合金及防护涂层,对比研究了750 ℃下Fe-20%Cr(质量分数)合金直接涂KCl和预氧化后再涂KCl盐膜条件下的热腐蚀行为.采用XRD及EPMA对其现象进行分析,结果表明:预氧化生成的初始Cr2O3层对Fe-20%Cr合金在KCl盐膜下的热腐蚀有一定的保护作用,表现为降低腐蚀速率,减轻腐蚀对基体的破坏并维持氧化膜的完整性;Fe-20%Cr在750℃KCl盐膜下的腐蚀产物主要是Fe2O3,Cr2O3以及少量K2Fe2O4和K2Cr2O7等复杂氧化物,其中Fe2O3分布在氧化膜外层,而Cr2O3集中于靠近氧化膜/基体界面的氧化膜内侧.用热力学理论解释了这种氧化膜的形成原因.     

熔融 NaCl-(Na,K)_2SO_4引起的 Fe-Cr 合金的热腐蚀

本文采用电化学方法研究了 Fe-Cr 合金在800℃、熔融 NaCl-(Na,K)_2SO_4中的腐蚀行为,并对腐蚀产物进行了观察和分析。结果表明,提高合金 Cr 含量可以改善合金耐蚀性能。氧化-硫化是Fe5Cr、Fe10Cr 合金腐蚀破坏的主要方式;氧化膜的熔融反应是 Fe20Cr、Fe25Cr 合金加速腐蚀的主要原因。同时,氧化膜的机械破裂也加速了合金的腐蚀。     

碳对镍基高温合金AM3热腐蚀性能的影响

为了更充分地了解碳对镍基高温合金热腐蚀性能的影响,提高合金的耐热腐蚀性能,本文研究了不同碳含量镍基高温合金AM3在850℃条件下,经75%Na2SO4+25%NaCl饱和混合盐溶液热腐蚀5 h的行为。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等测试方法分析了合金热腐蚀后的组织形貌和腐蚀产物。研究表明,腐蚀5 h过程中,碳含量(质量分数)为0、0.045%、0.15%的合金持续增重,碳含量为0.085%的合金在2~4 h发生氧化膜与盐膜的碱性熔融,有失重现象存在。合金加入碳后,促使合金表层腐蚀层变薄且与基体结合力变好。含碳的镍基高温合金腐蚀层产物以氧化物为主,主要有NiO、TiO2、Al2O3、Cr2O3。碳含量(质量分数)为0.085%、0.15%的合金由于腐蚀层氧化物较薄,可检测到Al4CrNi15、Ni3Al相的存在。综合分析发现碳含量为0.085%时,合金耐热腐蚀性能达到最优。     

铁基合金在KCl盐膜下的腐蚀

利用热重分析法对几种工程材料在KCl盐膜下于750－800℃空气中的腐蚀进行了研究。结果表明材料在固态／熔融态的KCl盐膜下均发生了加速腐蚀，合金的耐蚀性与Cr含量的增加没有直接的关系，由热力学方面讨论了材料的腐蚀机制及合金化元素的作用。     

涂覆Na_2SO_4-25%NaCl盐膜的Super304H的热腐蚀行为

应用增重分析法研究涂有Na_2SO_4-25%NaCl盐膜的Super304H在650,750℃空气中的腐蚀动力学曲线,采用XRD,SEM(EDS)和EPMA对腐蚀产物、腐蚀截面形貌和元素分布进行分析。结果表明:涂覆Na_2SO_4-25%NaCl盐膜的合金在650,750℃的腐蚀动力学曲线均呈"抛物线"趋势;合金表面形成了含CuFe_2O_4的富Fe氧化物(外层)与富Cr_2O_3(内层)组成的双层氧化膜以及含有孔隙的贫Cr、富Ni的腐蚀影响区;提高腐蚀温度或延长腐蚀时间均可以导致氧化膜与基体分离甚至剥落,腐蚀影响区孔隙密度增大,裂纹向基体延伸。分析认为:腐蚀初期合金发生选择性氧化,形成多层氧化膜;复合盐的熔融破坏氧化膜的完整性,加速氧化、氯化以及硫化的交互作用,导致内硫化和内氧化。     

纯铁在750℃熔融LiCl-Li2O中的腐蚀行为

利用锂化还原技术处理乏燃料时,形成了LiCl-Li2O混合熔盐,这将造成反应容器和传送装置材料的加速腐蚀.为了解此类腐蚀的腐蚀机理,采用浸没法腐蚀实验研究了纯铁在750℃不同含量熔融LiCl-Li2O中的腐蚀行为.腐蚀产物的相结构采用X射线衍射(XRD)分析,用电子探针(EPMA)观察截面形貌和分析腐蚀产物的元素分布.实验结果表明,随着Li2O含量的增加,纯铁在750℃熔融LiCl-Li2O中的腐蚀产物发生了由LiFe5O8向LiFeO2的转变,这与热力学计算得到的相稳定图一致,同时腐蚀减重随Li2O含量的升高而增大.Li2O含量是影响纯铁在熔融LiCl-Li2O中腐蚀行为的决定性因素.     

V2O5+Na2SO4熔盐作用下(Gd0.9Sc0.1)2Zr2O7/YSZ热障涂层的热腐蚀行为研究

为评估(Gd0.9Sc0.1)2Zr2O7涂层的耐熔盐腐蚀性能,用等离子喷涂法制备了(Gd0.9Sc0.1)2Zr2O7/YSZ,研究了该涂层在V2O5+Na2SO4熔盐中的热腐蚀行为,将腐蚀条件为涂覆熔盐的涂层在700～1 000℃热处理2 h和10 h.结果表明:(Gd0.9Sc0.1)2Zr2O7涂层与 V2O5+Na2SO4熔盐发生了明显的腐蚀反应,产物为GdVO4和t-ZrO2 2种,且腐蚀产物种类与热腐蚀温度和时间关系不大;但当腐蚀温度为700℃和800℃时,涂层表面有一定的Na2SO4残留.对腐蚀后涂层截面分析发现,涂层表面形成了反应层,该反应层可在一定程度上阻止熔盐渗透,但随着腐蚀温度的提升,形成反应层的能力变弱,涂层内可观察到较明显的熔盐痕迹;总体上来看,经700～1 000℃的熔盐腐蚀后,(Gd0.9Sc0.1)2Zr2O7/YSZ涂层依然能保持结构完整性.根据路易斯酸碱规则提出了熔盐与(Gd0.9Sc0.1)2Zr2O7的反应机理,阐明了涂层抗熔盐腐蚀的机制.