410不锈钢在550℃流动的铅铋共晶合金中的腐蚀行为

为了研究马氏体410不锈钢在不同流速的高温液态铅铋共晶合金中的腐蚀行为,本工作对410不锈钢在相对流速为0 m/s、1. 70 m/s、2. 31 m/s、2. 98 m/s的550℃液态铅铋共晶合金中进行600 h试验后的腐蚀现象进行研究,并对不同流速腐蚀试验后的腐蚀试样的表面和截面分别进行XRD、SEM、EDS检测。结果发现:随着相对流速的增大,腐蚀样品表面的氧化层越来越致密,氧化层的厚度也不断增厚。这是由于传质速率的增大加快了氧化层的生成速率;腐蚀样品表面的氧化层主要分为外氧化层和内氧化层,外氧化层主要由Fe_3O_4以及部分渗入的Pb-Bi组成,内氧化层主要为尖晶石结构的(Fe,Cr)_3O_4;在腐蚀过程中同时发生晶间腐蚀和氧化腐蚀现象。     

316L钢表面CrWMn铁基熔敷层在液态PbBi中耐腐蚀性分析

采用TIG焊在316L钢表面熔敷CrWMn铁基合金,研究了熔敷层在550℃动态(相对流速为1.70,2.31和2.98m/s)液态PbBi中的耐腐蚀性能。结果表明,受腐蚀试样表面均存在元素溶解现象,并生成了双氧化层,外层为疏松多孔的Fe3O4,内层为致密的FeCr_2O_4。相对流速超过2.31m/s时,加快Fe、O的扩散,内层已出现新相(Fe_(0.6)Cr_(0.4))_2O_3。短期内,流速越快,外层受腐蚀越严重,其厚度越薄;而内层厚度变化很小。尤其致密的内层很好地保护了熔敷层基体,从而保护316L钢表面,阻止了Ni等元素的溶解。     

不同合金成分的T91/316L焊缝在550℃高流速液态铅铋共晶合金中的腐蚀行为

T91/316L异种钢焊缝在高流速液态铅铋共晶合金(LBE)中的腐蚀是T91和316L钢在未来核电领域应用中所面临的重要挑战。利用ER309L、ER316L和ERNiCr-3三种不同焊丝获得了T91/316L异种钢焊缝,采用自主设计的旋转腐蚀试验装置研究其在550℃高流速(相对流速2.98 m/s)液态LBE中的腐蚀。三种焊缝经过300 h、600 h和900 h的腐蚀试验后,腐蚀表面均表现出明显的方向性。焊缝在高流速液态LBE中的腐蚀机理主要为焊缝基体中Fe、Cr、Ni元素和LBE中Pb、Bi、O元素的溶解与迁移。由于不同元素的溶解度以及所形成氧化物相的稳定程度不同,最终在焊缝表面形成了由疏松外氧化层和致密内氧化物层构成的双层结构。三种焊丝中,利用309L焊丝所得的焊缝的耐高流速LBE腐蚀性最好,利用316L焊丝所得的焊缝次之,利用NiCr-3焊丝所得的焊缝最差。经焊后再热处理所得的焊缝具有更好的耐高流速LBE腐蚀性。     

430不锈钢在550℃流动Pb-Bi合金中的腐蚀行为

为了研究430不锈钢(430ss)与高温Pb-Bi合金的相容性将430ss浸没在550℃、2.98 m/s的液态Pb-Bi合金中进行200 h、400 h和600 h的腐蚀试验。利用XRD、SEM和EDS进行检测,分别研究经腐蚀不同时间后试样表面和截面的腐蚀现象。结果表明:腐蚀试样表面首先产生不规则形状的由Fe、Cr、O三种元素组成的氧化物,而后逐渐生长并汇集成相对均匀的氧化层;氧化层呈双层结构,分别为外氧化层和内氧化层,外氧化层主要由疏松多孔的Fe_3O_4以及部分渗入的Pb-Bi组成,内氧化层主要由致密的Fe-Cr尖晶石(Fe,Cr)_3O_4组成;随腐蚀时间的延长(0～600 h),内外氧化层厚度不断增加并变得相对均匀;在腐蚀过程中同时发生溶解腐蚀和氧化腐蚀。     

CLAM钢TIG焊接接头在液态铅铋共晶体中的短期腐蚀行为

研究了中国低活化马氏体(CLAM)钢TIG焊接接头(焊缝和热影响区)在500℃静态饱和氧浓度液态铅铋共晶体(LBE)中的腐蚀行为。未热处理的焊接接头腐蚀时间为200和400 h,回火处理的焊接接头腐蚀时间为400 h。研究发现,钢中有明显的元素的溶解,所有试样表面均形成了具有保护作用的双氧化层,外氧化层为疏松多孔的Fe3O4,内氧化层为致密的Fe-Cr尖晶石,没有发现Pb、Bi渗透进基体材料。回火处理可有效提高焊接接头的耐腐蚀性能,焊缝耐蚀性低于热影响区。     

流速对P110钢腐蚀行为的影响

在模拟腐蚀环境中研究流速对P110钢CO2腐蚀行为的影响,并用SEM技术分析在不同流速条件下材料表面腐蚀产物膜的厚度和形貌的变化.结果表明:随流速增大,P110钢的平均腐蚀速率在1.5m/s时达到峰值.流速增大有利于腐蚀性组元的物质和电荷传递促进腐蚀,但是也会引起腐蚀产物膜形貌和结构的变化,从而对物质和电荷传递过程构成阻碍.     

应力对316L在液态铅铋共晶合金中腐蚀行为的影响

目的 研究应力对316L在高温液态铅铋合金(LBE)中腐蚀行为的影响。方法 将316L制成C型环试样,加载应力后将其置于500 ℃的LBE中腐蚀2 500 h,利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等手段分析腐蚀程度。结果 在应力作用下,316L在LBE中的腐蚀机制仍然为氧化腐蚀,且形成的氧化层结构和成分与无应力状态下的一致;材料表面氧化层总厚度显著增加,且内/外氧化层之间更容易产生裂纹,随腐蚀时间的延长,外氧化层有剥落的趋势。施加应力后,试样的氧化速率系数从0.190 1 μm/h增大至0.278 1 μm/h,其中内氧化层生长速率增加得更显著。EBSD分析表明,施加应力后,316L组织未发生改变,晶界附近的腐蚀加剧。结论 在应力作用下,基体晶界缺陷密度增加,元素在晶界处的扩散速率增大,内氧化层的生长速度加快,腐蚀速度增加。     

预氧化对TP347H锅炉钢650℃水蒸气中腐蚀的影响

超临界发电锅炉在650℃水蒸气中常发生腐蚀,针对此问题进行了锅炉钢表面化学预氧化防护研究。先将锅炉钢TP347H放入管式炉中,管式炉通流量为20 mm/s的氧气,温度300℃下氧化2 h,利用重量法研究了氧化层对锅炉钢的防护效果,利用扫描电子显微镜观察了材料的表面形貌,结合产物成分分析得到以下结论：TP347H锅炉钢在300℃氧化2 h,可生成约0.2μm的氧化膜;这种氧化膜使材料在650℃水蒸气中腐蚀速度比未预氧化的材料降低了87.5%;表面没有氧化的TP347H锅炉钢在高温水蒸气中腐蚀后,产物为2层,表层主要为Fe的氧化物,底层为Fe、Cr、Ni的氧化物,2层间结合强度较差,外层产物容易脱落,而表面氧化后的试样腐蚀产物为单层,腐蚀产物中为Fe、Cr、Ni的氧化物,涂层与基体结合强度好,腐蚀产物不易脱落。     

一种新型Ni-Fe-Cr基合金在模拟锅炉烟气中的腐蚀行为研究

应用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪等分析方法研究一种新型Ni-Fe-Cr基高温合金在700℃/750℃煤灰/烟气中的腐蚀行为。结果表明:750℃的腐蚀速率明显高于700℃,其腐蚀层的厚度由700℃的3μm增加到20μm。腐蚀1 000h后,SEM观察到Ni-Fe-Cr高温合金在700℃下表面有少量"瘤状"凸起产物,XRD结合EDS表明其腐蚀产物由表向里依次是结构疏松的NiO、Fe_2O_3和Fe3O4,内层为相对致密的Cr_2O_3、Al_2O_3和TiO2,基体和腐蚀层界面靠近基体一侧是多孔的硫化物。提高腐蚀温度到750℃表面出现更多凸起,并且出现了破裂。Cr_2O_3保护性氧化膜局部开裂或者剥落而形成"瘤状"凸起产物。氧化膜生长过程中的内应力以及温度降低产生的热应力共同作用,导致氧化膜开裂甚至与基体剥离。温度升高同样加剧熔融盐破坏氧化膜从而加快腐蚀进程。     

W元素对CrWMn铁基TIG焊熔敷层耐液态PbBi腐蚀性能的影响

研究了550℃时,CrWMn铁基熔敷层在动态液态PbBi共晶合金(LBE)中的耐磨耐蚀性能以及钨化物对其的影响。4个W含量不同的试样放置在相同流速处。4个试样均出现明显的腐蚀,元素溶解,以及少量的PbBi渗透。熔敷层表面均生成双氧化层,外层为疏松多孔的Fe_3O_4,内层为致密的FeCr_2O_4和(Fe_(0.6)Cr_(0.4))_2O_3,且内外层均含少量的钨化物。WC添加量在3.73%~5.33%时,熔敷层显微硬度值最大,外层厚度较大,磨损较少,内层厚度较小。含量适中的钨化物提高了熔敷层耐蚀耐磨性能,保护熔敷层下铸造316L构件表面。     

离子后氧化对42CrMo钢渗氮组织与耐蚀性的影响及机理分析

采用普通空气对42CrMo钢离子渗氮样进行了离子后氧化处理。采用金相、扫描电镜、X射线衍射仪、电化学性能分析测试仪对复合渗层的显微组织、渗层厚度、物相、耐蚀性及电化学试验后试样表面进行了测试和分析。研究结果表明,对42CrMo钢离子渗氮样进行空气后氧化处理可在氮化层表面形成一层1~2μm厚、由Fe3O4和Fe2O3组成的氧化层,且两种氧化物比值由后氧化工艺参数决定,400℃、60min后氧化时生成的氧化层Fe3O4含量最大,电化学实验后的试样表面没有出现点蚀现象,由此获得最佳耐蚀性。高含量Fe3O4基于该条件下生成Fe3O4的化学反应的吉布斯自由能较小。结果还发现随后氧化时间延长或温度升高,离子氮化层厚度逐渐减薄。     

海水中Zn（OH）2对镀锌钢腐蚀行为的影响

将镀锌钢试样浸入饱和Zn(OH)2海水溶液中以模拟腐蚀环境,采用失重法、扫描电镜(SEM)、极化曲线和交流阻抗谱研究了海水中Zn(OH)2对镀锌钢腐蚀行为的影响。结果表明:电极表面上由于腐蚀产物Zn(OH)2的吸附,镀锌层的膜结构遭到破坏,随着浸泡时间的延长,镀锌钢表面发生腐蚀反应时的电荷转移电阻逐渐减小,自腐蚀电流密度逐渐增大,腐蚀产物Zn(OH)2的吸附诱导了镀锌层表面点蚀的发生。     

12Cr铁素体/马氏体钢在650℃/25MPa超临界水中的腐蚀行为

研究了12Cr铁素体/马氏体钢在650℃/25MPa超临界水中的腐蚀行为。采用扫描电镜-X射线能量色散谱(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)分析了不同腐蚀时间氧化膜的显微形貌、组织结构与成分分布。结果表明,在650℃/25MPa的超临界水中腐蚀1000h后,12Cr铁素体/马氏体钢的均匀腐蚀增重速率达到了0.6328mg/(dm2.h)。随着腐蚀时间的延长,表面多面体氧化物颗粒长大,并且在氧化膜表面出现了气孔和裂纹。氧化膜为双层结构,厚度约为50μm,外层氧化膜较疏松而富Fe贫Cr,内层氧化膜相对致密而富Cr。     

两种不锈钢在单相流和液/固两相流中冲刷与腐蚀的交互作用

用质量损失法研究了65Mn和316L及其Ni-P镀层的冲刷腐蚀行为.结果表明:在试样表面与流体间相对运动距离相同的条件下,65Mn和316L在单相流和两相流中的冲刷腐蚀速率随着介质温度的升高和理论流速的减小而增大.在20%H2sO4单相流和20%H2S04+20 g/L黄砂两相流(50℃,L88 m/s)中,冲刷与腐蚀...     

碱液输储装置用12Cr13钢的热浓碱液腐蚀行为

目前对12Cr13钢在碱液中的腐蚀行为未见研究报道.采用浸泡试验通过调整流速、碱液浓度、浸泡时间等参数研究了12Cr13钢在热浓碱液中的腐蚀行为,以明确不同因素影响碱液腐蚀的规律及碱液腐蚀机理.结果表明:试验范围内12Cr13钢静态下的腐蚀速率大于动态下的,流速增大加速了试样的腐蚀及钝化膜的修复,促进了材料表面钝化膜的生成,降低了腐蚀速率.碱液浓度低(0～20％)时12Cr13钢以钝化为主,腐蚀速率较低,碱液浓度高(＞20％)时由于过钝化溶解,使腐蚀速率显著增大;在45％碱液中12Cr13钢经历着钝化膜的生成、过钝化溶解及钝化膜的修复过程,腐蚀速率随时间增大呈先增大后降低趋势,浸泡7d出现最大腐蚀速率;动态条件下这些过程被加速,腐蚀速率减小,约是静态下的1/2.     

9Cr-1Mo钢在含水蒸汽气氛中的氧化行为

研究了9Cr-1Mo(ASME T91)钢在(Ar 10%H_2O)气氛中600℃、650℃和700℃下的高温氧化行为.在恒温氧化10 h过程中,在600℃氧化遵从抛物线规律;而在650℃和700℃氧化则遵从分阶段抛物线规律,且后一阶段的速度常数高于前一阶段的;随着温度的升高,氧化速度明显增大;氧化激活能为157.2 kJ/mol.T91钢氧化时表面形成了多层结构的氧化膜,从外到内依次为Fe_2O_3、Fe_3O_4和(Fe,Cr)_3O_4;钢基体也发生了内氧化,内氧化物为FeO和Cr_2O_3.只有在700℃氧化时没有外层Fe_2O_3形成和内氧化发生.9Cr-1Mo钢氧化后冷却至室温后,氧化膜发生开裂或局部剥落.最外层Fe_2O_3与次外层Fe_3O_4间出现很大的裂隙,Fe_2O_3层容易剥落.同时探讨了9Cr-1Mo钢在含水蒸汽气氛中的氧化机制.     

CO2分压对20#钢在CO2/H2O气液两相塞状流中腐蚀行为的影响

利用失重法、SEM、EDS、XRD和XPS等分析方法在自主设计的动态腐蚀实验装置上研究了CO_2分压对20#钢在CO_2/H_2O气液两相塞状流中腐蚀行为的影响,对腐蚀试样进行了腐蚀速率分析、腐蚀形貌特征观察以及腐蚀产物成分与膜层结构特征分析。结果表明:随CO_2分压的增加腐蚀速率增加,0.04 MPa、0.28 MPa下分别达到腐蚀速率最小值(1.160 9 mm/a)和最大值(1.898 8mm/a);上管壁腐蚀产物随着CO_2分压的增加最终形成颗粒较大的节瘤状产物,下管壁腐蚀产物由球形颗粒形成初始致密的单层膜逐渐转变为由致密的内层膜和具有网状连通裂纹的片状疏松外层膜构成;经EDS元素分析可知上下壁面的腐蚀产物均由Fe、C、O三种元素构成,XPS分峰图谱显示C 1s、O 1s和Fe 2p均出现了三个拟合峰位,结合XRD分析可知腐蚀产物的主要组成相有Fe_3C、FeCO_3、Fe_2O_3、Fe_3O_4、FeOOH。     

9Cr低活化马氏体钢在超临界水中的腐蚀行为

利用扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱(EDS)以及X射线衍射(XRD)技术研究了9Cr低活化马氏体钢在650℃/25MPa超临界水中的腐蚀行为。结果表明,9Cr低活化马氏体钢腐蚀产物的晶粒随腐蚀时间的延长而长大,晶粒尺寸从200h的5.7μm长大到1000h的10.1μm。表面形成的氧化膜为双层结构,外层为Fe3O4,内层由Fe3O4和FeCr2O4共同组成。由氧化增重结果获得了9Cr低活化马氏体钢在超临界水中腐蚀的氧化动力学表达式,同时其腐蚀机理表现为吸氧腐蚀。     

珠光体组织对重轨钢U71Mn腐蚀行为的影响

通过实验室加速腐蚀试验研究了不同珠光体片层间距重轨钢在模拟大气环境中的腐蚀行为,采用场发射电镜、XRD、电化学测试等方法对重轨钢组织和腐蚀结果进行了表征.不同冷却制度下所得实验用U71Mn重轨钢珠光体片层间距为155 nm、241 nm、340 nm、446 nm.随腐蚀时间延长和珠光体片层间距减小,腐蚀失重和腐蚀速率明显下降,珠光体片层间距为155 nm时,腐蚀速率最小,为0.0014 mg·cm-2·h-1.四种试样锈层中均含有α-FeOOH、γ-FeOOH、Fe3O4,当珠光体片层间距减小到241 nm以下,α-FeOOH峰值明显增强,腐蚀产物中最先出现少量α-Fe2O3,锈层形貌较为致密.珠光体组织片层间距从446 nm减小到155 nm,形成致密的保护性锈层的时间从240 h提前120 h,内锈层厚度和致密性明显提高,腐蚀480 h后珠光体片层间距最小的实验钢腐蚀电流最小,腐蚀电位最大,抗大气腐蚀性能最好.     

太阳能热发电换热管在Al-12.07%Si中的腐蚀研究

在太阳能热发电站中,选择Al-12.07%Si作为储能材料,20G钢作为换热管材料,并将20G钢沉浸在Al-12.07%Si中进行长达1080h的腐蚀研究。通过SEM、EDAX、XRD方法分别对腐蚀后试样腐蚀层的形貌、成分和腐蚀试样的物相进行分析。研究结果发现,20G钢的腐蚀层形状不平整规则,试样表面均出现了Fe2Al5和FeAl3相。随着腐蚀时间延长,腐蚀试样的失重和腐蚀层厚度逐渐稳定,试样的腐蚀速率下降。