Ni基合金在900 ℃75%Na2SO4+25%NaCl盐膜下的热腐蚀

研究了纯Ni、Ni-10Cr和Ni-10Cr-5Al合金在900 ℃空气中涂敷Na2SO4+25%NaCl盐膜时的热腐蚀行为。结果表明,Ni-10Cr合金的腐蚀动力学曲线近似服从抛物线规律,而纯Ni和Ni-10Cr-5Al合金的腐蚀动力学曲线分段服从抛物线规律。Ni-10Cr的腐蚀增重最小,抗热腐蚀性能最好,Ni-10Cr-5Al次之,纯Ni的腐蚀增重最大。Ni-10Cr-5Al合金热腐蚀24 h后氧化产物分为3层,外层氧化产物主要是NiO,中间层氧化产物为Cr2O3和Al2O3,最内层有少量Cr2S3和Al2S3。Ni-10Cr合金热腐蚀24 h后氧化膜分为3层,外层氧化产物是NiO,中间层是不连续的Cr2O3,内腐蚀区有少量Cr2S3。由于熔盐中NaCl的存在,Ni-10Cr-5Al和Ni-10Cr合金的腐蚀产物会变得疏松多孔。     

Ni基合金在900℃75%Na_2SO_4+25%NaCl盐膜下的热腐蚀（英文）

研究了纯Ni、Ni-10Cr和Ni-10Cr-5Al合金在900℃空气中涂敷Na2SO4+25%NaCl盐膜时的热腐蚀行为。结果表明,Ni-10Cr合金的腐蚀动力学曲线近似服从抛物线规律,而纯Ni和Ni-10Cr-5Al合金的腐蚀动力学曲线分段服从抛物线规律。Ni-10Cr的腐蚀增重最小,抗热腐蚀性能最好,Ni-10Cr-5Al次之,纯Ni的腐蚀增重最大。Ni-10Cr-5Al合金热腐蚀24 h后氧化产物分为3层,外层氧化产物主要是NiO,中间层氧化产物为Cr2O3和Al2O3,最内层有少量Cr2S3和Al2S3。Ni-10Cr合金热腐蚀24 h后氧化膜分为3层,外层氧化产物是NiO,中间层是不连续的Cr2O3,内腐蚀区有少量Cr2S3。由于熔盐中NaCl的存在,Ni-10Cr-5Al和Ni-10Cr合金的腐蚀产物会变得疏松多孔。     

几种含铌镍基合金的热腐蚀研究

用硫酸钠沉积法研究了四种镍基合金-Ni-16Cr,Ni-16Cr-2Nb,IN738和537合金-在900～1000℃之间的热腐蚀行为。用热天平测量了热腐蚀动力学曲线,用金相、SEM、电子探针、X 射线衍射和~(3δ)S 示踪法观察和分析了腐蚀产物。研究发现,Ni-16Cr-2Nb 合金中的铌富集在表面氧化膜内,形成 NaNbO_3而降低熔盐中的 O~(2-)浓度,抑制 Cr_2O_3膜与熔盐的反应;但在复杂成份的合金中。铌的上述作用可能促进氧化膜的酸性熔融。鈪同时能促进硫在 Ni-16Cr-2Nb 变形合金晶界上的连续分布,加速内硫化过程。     

铝硅涂层在1050℃下混合硫酸盐中的热腐蚀行为

采用粉末共渗法在镍基高温合金表面获得约为300μm厚的铝硅涂层,考察了其在1050℃下混合硫酸盐(Na2SO4+25%K2SO4)中的热腐蚀行为,较为系统地研究了其热腐蚀动力学行为及其机制、熔盐作用下氧化膜的生长与破坏过程和热腐蚀不同时间后的腐蚀产物等。结果表明,相对于已有铝硅涂层在高温条件下(850~980℃)热腐蚀的相关研究,其在1050℃超高温下混合硫酸盐中的热腐蚀更加严重,这与超高温下熔盐对保护性氧化膜的熔解作用更强密切相关。在本实验条件下,铝硅涂层在1050℃下混合硫酸盐中热腐蚀70 h后已趋于失效,当热腐蚀90 h时其腐蚀层深度已达约75μm;此时,不仅涂层中Al和Ni直接与熔盐相互作用,而且Cr、Si也参与了与熔盐的反应,同时高温合金基体中的Ti也已扩散至表面。     

三种β-NiAl相材料的短期热腐蚀行为比较研究

在Ni-30Al(mass%,下同)和Ni-20Cr-10Al铸态合金上进行粉末包埋渗铝,分别得到纯β-NiAl相涂层和β-(Ni,Cr)Al相涂层.在这两种渗铝试样和铸态Ni-20Cr-13Al合金(含β-NiAl、γ′-Ni3Al、α-Cr相)上涂覆了硫酸钠薄膜,进行900℃热腐蚀测试.经过10小时热腐蚀测试后,三种试样表面均生成Al2O3膜.腐蚀动力学分析表明,Cr对提高材料的抗热腐蚀性能是有益的;Ni-20Cr-10Al渗铝涂层试样的增重最低,仅为铸态Ni-20Cr-13Al合金试样增重的80%左右,Ni-30Al渗铝涂层试样增重的50%左右.     

合金元素钨对新型Co-Al-W合金热腐蚀行为的影响

研究Co-Al-W和商用MAN900合金在800℃75%Na2SO4+25%NaCl混合熔盐中的腐蚀动力学及热腐蚀行为。结果表明:7.5 W、9.8 W和10.7 W合金经热腐蚀后质量增加量比MAN900合金的质量增加量少,Co-Al-W合金的耐热腐蚀能力比MAN900合金的耐热腐蚀能力强。Co-Al-W合金在熔盐中腐蚀膜结构分成3层,即呈蓬松状由富钴氧化物Co3O4组成的腐蚀膜最外层,由Co、Al、W复杂氧化物组成的中间过渡层和主要由Al及Co氧化物组成较致密的腐蚀膜内层。随着腐蚀时间的增加,合金腐蚀膜最外层由于脱落逐渐变薄;中间过渡层厚度逐渐增加,该层中各元素分布趋于均匀、稳定;腐蚀膜内层致密性增加使该层增厚不明显。     

由Na2So4沉积引起的高温合金B—1900在中温下的热腐蚀

用涂 Na_2SO_4盐膜法研究高温合金 B-1900在827℃和750℃于空气中的热腐蚀行为,测定其腐蚀动力学曲线,用 X -射线衍射和电子探针元素面扫描方法分析腐蚀产物的相组成和成份,还对其中的水溶性离子进行化学定量分析。实验结果表明,Na_2SO_4沉积能引起 B-1900合金在中等温度下的热腐蚀,且腐蚀行为是灾难性的。基于实验结果,提出了 B-1900合金在中温下的热腐蚀机理。认为 MoO_3(可能以 Mo_2O_7~(2-)和 Mo_3O_(10)~(2-)形式)参与电化阴极还原反应。MoO_3和 MoO_3~(2-)在熔盐层中的相对迁移将 O_2的还原移至熔盐/空气交界面进行,从而导致快速热腐蚀的发生。熔盐中的 Na_2SO_4与MoO_3反应生成的 SO_3导致了熔盐的高酸度和合金内硫化,进一步加剧了热腐蚀的进程     

Y、Ta、Cr元素对Ni-10%Cu-10%Fe-10%Al合金在850℃冰晶石熔盐气氛中热腐蚀行为的影响

通过真空铸造得到Ni-10%Fe-10%Al-10%Cu(质量分数)及分别添加0.8%Y、5.3%Ta和13.6%Cr(质量分数)的Ni-Fe-Al-Cu-X(X:Y或Ta或Cr)4种合金,采用熔盐腐蚀实验及SEM,XRD及EDX测试研究各合金在850℃静态冰晶石熔盐气氛中的腐蚀行为。结果表明:在850℃冰晶石熔盐气氛中,Ni-10%Fe-10%Al-10%Cu合金表面形成的氧化物保护膜;由于氧的聚集、扩散,并在熔盐/氧化膜界面处发生O2+2e=2O2还原反应,而生成的O2与MeO反应生成MeO22,致使NiO和Al2O3等氧化物层疏松、多孔、易剥落;另外,氧化物保护膜也被熔盐挥发的氟化物通过物理化学作用而溶解,形成坑洞,腐蚀层呈现层叠状;添加0.8%Y和5.3%Ta可净化合金晶界,使腐蚀层中氧化产物更致密,提高合金抗冰晶石熔盐气氛腐蚀性能;添加13.6%Cr的Ni-10%Fe-10%Al-10%Cu合金,其腐蚀层形成Cr2O3及NiCr2O4冰晶石结构的化合物,降低其他氧化物的活度,提高氧化膜的保护作用,该合金抗冰晶石熔盐气氛腐蚀性能最好。     

Ti(C,N)对Ni基高温合金组织结构、力学性能和抗氧化性的影响

采用粉末冶金法制备Ni-20Cr-4Mo-0.15C和Ni-20Cr-4Mo-0.15C-12.85TiC-3TiN(质量分数,%)两种合金,研究Ti(C,N)质点引入对Ni基高温合金组织结构、力学性能和800℃抗氧化性的影响。结果表明,经1280℃真空烧结1h后,因12.85%TiC和3%TiN引入形成的Ti(C,N)质点,弥散分布于奥氏体基体的晶内和晶界处,使奥氏体基体晶粒明显细化,合金的密度从8.38g/cm3降至7.59g/cm3,维氏硬度从1850MPa升至3430MPa,抗拉强度从752MPa升至1192MPa。此外,合金在800℃空气中仍具有较好的抗氧化性,形成的氧化膜主要由α-Cr2O3和TiO2组成。     

合金元素对新型Co-Al-W合金热腐蚀行为的影响

研究了由γ'-Co₃(Al,W)相沉淀强化的新型钴基Co-Al-W 高温合金在800℃、75% Na₂SO₄+25% NaCl熔盐中的热腐蚀动力学及合金元素Mo、Nb、Ta和Ti对合金热腐蚀行为的影响。研究发现,2Mo、2Nb、 2Ta和2Ti合金比9.8W合金具有更好的抗热腐蚀能力,Mo和Ti对提高合金耐热腐蚀能力的效果比Ta和Nb显著。加入合金元素的合金热腐蚀膜由三层组成,即主要由Co氧化物CoO和Co₃O₄组成的腐蚀膜外层,由合金元素、Al、 Co及W复杂氧化物组成的中间过渡层和由Al、Co氧化物组成的腐蚀膜内层。随着腐蚀时间的增加,中间过渡层厚度逐渐增加,热腐蚀膜内、外层厚度变化不大,但内层致密性逐渐增加。     

Al0.5CoCrFeNi高熵合金高温腐蚀行为研究

采用真空电弧熔炼炉制备了Al0.5CoCrFeNi高熵合金(下标表示摩尔比).研究了高熵合金在800、900℃的75wt％Na2SO4+25wt％NaCl熔盐中抗高温腐蚀性.利用带有能谱仪的扫描电镜和X射线衍射仪分析高熵合金的腐蚀层形貌、成分和组织结构.结果表明:高熵合金在熔盐中的腐蚀质量损失较严重,随腐蚀温度升高,抗腐蚀性下降;腐蚀层出现明显分层,合金表面生成了疏松多孔的NaFeO2等多种混合氧化物;合金腐蚀过程发生内氧化和内硫化,内层生成Al2O3、CrO3混合氧化物及Cr5S6硫化物.     

1Cr13不锈钢渗铝工艺及其熔盐腐蚀行为的研究

选用成本相对不是很高且在高温下具有一定抗氧化性能的1Cr13不锈钢为基体,通过热浸渗铝工艺在基体上制备了一层Fe-Al合金渗层。随后在不同扩散温度、不同扩散时间下进行了热扩散实验。最后分别对未经渗铝和经过渗铝的1Cr13不锈钢在由Na_2CO_3、K_2CO_3和Li2_CO_3组成的三元(Na-K-Li)_2CO_3混合碳酸熔盐中的腐蚀行为进行了研究。采用扫描电镜和能谱仪对腐蚀区的形貌和成分进行了分析;采用X射线衍射仪对腐蚀产物进行了物相分析,并测定了表面的腐蚀动力学曲线。结果表明:当热浸镀温度为750℃时,扩散温度为800℃,扩散时间为6 h,得到的Fe-Al合金渗层的综合性能最佳。此外,渗铝1Cr13不锈钢表面形成了具有保护性的由Al_2O_3和LiAlO_2组成的氧化膜,这对1Cr13不锈钢熔融盐耐蚀性的提高有明显作用。     

Al含量对Fe-22Cr-25Ni含铝奥氏体耐热钢高温抗氧化性能的影响

以HR3C合金成分为基础,通过调控Cr、Ni含量和添加1.5%,2.5%和3.5% (质量分数) 的Al制备了Fe-22Cr-25Ni型含铝奥氏体耐热钢,并研究了合金的高温抗氧化性能。利用SEM、EDS和XRD对含铝奥氏体钢700、800和900 ℃氧化后的氧化膜组成、结构进行了表征。结果表明：22Cr-25Ni-2.5Al和22Cr-25Ni-3.5Al含铝奥氏体耐热钢在700和800 ℃下具有优异的抗高温氧化性能。氧化后表层形成了连续致密的Al₂O₃保护膜,提高了其高温抗氧化性能。3种耐热钢经900 ℃氧化时形成外层为Cr₂O₃和MnCr₂O₄的复合氧化层,且氧化层下存在Al₂O₃内氧化物和AlN析出相,不能对基体起到有效保护作用。     

含碲钴基高温合金熔盐腐蚀行为探讨

非真空环境下烧结不同Te含量的钴基合金粉末,研究其在静态800±5℃75%Na2SO4+25%NaCl下的高温熔盐腐蚀行为,采用OM、SED和 XRD衍射仪分析了合金金相组织、腐蚀产物形貌和物相组成。结果表明：随着钴基合金中含Te质量分数的增加,合金的高温熔盐腐蚀速率逐渐降低;当Te含量为1.6wt%左右时,合金基体表面形成均匀、致密的Cr2O3氧化保护膜及弥散在基体中的新相（CoTeO3、Fe2TeO5）抑制Co原子向晶界扩散,延缓合金基体元素溶解,平均腐蚀速率由不含Te的4.0483mg/(cm2*h)降低至0.216mg/(cm2*h) ,提高合金热腐蚀性能。     

钇对Fe—Cr—Al合金在纯SO2气氛中高温腐蚀行为的影响

研究了Fe-20Cr-5Al和Fe-20Cr-5Al-0.5Y合金在1200℃,1atm纯SO_2气氛中的高温腐蚀行为。测定了腐蚀动力学曲线,观察了腐蚀产物表面,横截面和脆断断口的形貌,并分析了元素的分布,确定了腐蚀产物的相组成。结果表明,这两种合金在300小时实验周期内只发生氧化反应,没有遭受硫化腐蚀。无丫合金表面发展出双层结种氧化膜,而钇的添加使合金表面氧化膜呈单层结构,且粘着性显著改善。钇的有益作用在于对Al~(3 )在α-Al_2O_3中扩散的有效抑制作用。     

定向镍基高温合金DZ466及其热障涂层的抗热腐蚀性能

采用EB-PVD技术在DZ466合金表面沉积热障涂层。950℃涂盐条件下热腐蚀100 h试验结果表明,DZ466合金表面形成疏松多孔的五层结构的腐蚀产物。相同热腐蚀条件下,由于Cr2O3与Al2O3的复合作用可阻止粘结层进一步的腐蚀和加速氧化,热障涂层中粘结层表面氧化物或腐蚀产物层的厚度比DZ466合金有很大程度的减小,表明(6~8)wt%Y2O3/Co Cr Al Y型双层结构的热障涂层可在很大程度上改善了DZ466合金的抗熔盐热腐蚀性能。     

合金元素Hf,Sn,Ta,Zr,Dy和Ho对Nb-Nb_5Si_3合金组织和力学性能的影响

综合评述了作者几年来先后完成的Hf含量对Ni-16Si,Hf和Sn对Ni-20Ti-5Cr-3Al-18Si,Zr含量对Ni-22Ti-16Si,Ta含量对Nb-22Ti-16Si-7Cr-3Al和稀土元素Dy和Ho对Ni-23Ti-10Ta-2Cr-18Si和Ni-22Ti-16Si-7Cr-3Al-3Ta-2Hf等合金组织结构和力学性能影响的研究工作.合金元素Hf,Zr,Sn+Hf,Ta,Dy和Ho加入Nb-Si二元系或多元系合金,明显提高其室温和高温屈服强度和塑性以及断裂韧性.强度的提高与合金元素的固溶强化有关,塑性、韧性的改善与组织的细化和超过临界尺寸的固溶体(Nb,Ti)ss颗粒增多等因素有关.     

Ni-22Cr-20Co-18W合金在1100℃时氧化膜的演变

采用扫描电子显微镜和X射线衍射分析仪研究了1100℃下Ni-22Cr-20Co-18W合金氧化膜的演变规律。结果显示,在氧化初始阶段,表面形成了Cr2O3,NiO和(Co,Ni,Mn,Cr)3O4混合氧化膜,后者为M3O4型氧化物。长时间氧化后,氧化膜由单层转变为双层,在内层形成连续的Cr2O3膜,在外层形成可以抑制内层Cr2O3挥发的致密NiO氧化膜;同时氧化空位在氧化膜与合金基体界面处形成,并且Al元素的内氧化也在该处发生。     

Ni-7Cr-4Al纳米复合镀层的氧化和热腐蚀性能(英文)

采用复合电镀技术,通过向普通硫酸镍电镀液中加入纳米Cr和Al颗粒,在Ni基材上制备了一种Ni-7Cr-4Al(质量分数,%)纳米复合涂层,对其在800°C下的空气氧化和750°C下75%Na2SO4+25%Na Cl混合熔盐热腐蚀性能进行研究。作为对比,对相同工艺制备的Ni-11Cr纳米复合镀层和纯Ni镀层的氧化和热腐蚀性能进行分析。Cr和Al纳米颗粒弥散分布在20~60 nm的纳米Ni中,与Ni-11Cr纳米复合镀层和纯Ni镀层相比,Ni-7Cr-4Al纳米复合镀层由于能快速形成氧化铝膜而表现出更优异的抗氧化性能,同时氧化铝膜的快速形成也提高了涂层的热腐蚀性能。     

Na_2SO_4沉积引起的Fe─10Cr合金在700℃的热腐蚀

研究了涂有Na2SO4盐膜的Fe-10Cr合金在700℃,O2-0.5%(SO2+SO3)气氛中的热腐蚀行为。结果表明,该合金在实验条件下发生了“低温”热腐蚀。腐蚀产物分两层,即在熔盐中沉积出的疏松氧化物层和在合金表面直接成长的相对致密的氧化物层。腐蚀形貌观察说明,热腐蚀的发展主要伴随着致密氧化层的增厚。腐蚀动力学和腐蚀形貌特点支持热腐蚀的电化学机理模型。