预涂覆碱金属硫酸盐的HR3C在含SO_2气氛中的热腐蚀行为

为了探讨HR3C耐SO_2腐蚀机制,应用XRD,SEM(EDS)和EMPA等分析方法对预涂覆碱金属硫酸盐的HR3C在不同温度与含量SO_2气氛中腐蚀行为进行研究。结果表明:腐蚀动力学曲线呈现“抛物线”趋势;腐蚀产物主要由(Fe,Cr)氧化物、少量尖晶石结构的复杂氧化物以及(Fe,Ni)硫化物组成;SO_2浓度的提高导致氧化膜明显增厚,劣化氧化膜与基体的结合;此外,腐蚀影响区的孔隙率增加,且在氧化物-腐蚀影响区界面处生成硫化物带。分析认为HR3C在SO_2气氛中的腐蚀是由合金元素的氧化与硫化所致;而且,金属氧化物的硫酸盐化与三元共晶复合盐的形成以及合金元素Fe在熔盐中的溶解也对HR3C合金腐蚀产生作用。     

Ni-Cr-Co-Mo-W-Ta-Al合金在900℃和1000℃的高温氧化行为

采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)及能谱(EDAX)等方法,研究了Ni-4.66Cr-5.87Co-7.54Mo-2.90W-4.97Ta-6.32Al合金在900℃和1000℃的高温氧化行为。结果表明,合金氧化动力学曲线遵循氧化初期氧化增重速率较快,氧化期间氧化动力学曲线呈波浪式变化,且呈现氧化温度越高波浪式越明显的特征;氧化300h后合金表面氧化物膜分为2层,外层氧化物为NiO、Ni_2Cr_2O_4、Ni_2CoO_4和CoTa_2O_6,分布在外层的CoTa_2O_6抑制基体中元素Al向外扩散,形成内层氧化物Al_2O_3。在氧化期间,合金内部生成了内氮化物AlN,且在合金内部AlN与Al_2O_3成规律性分布,与外氧化膜相邻的为元素Al的内氧化物Al_2O_3区域,远离外氧化膜的基体内部为元素Al的内氮化物AlN区域,随氧化温度升高,内氧化区和内氮化区的深度增加,内氧化物和内氮化物的尺寸增大。     

Ti_3Al金属间化合物的熔盐热腐蚀

采用电化学方法并结合扫描电镜、X 射线衍射、电子探针和能谱等物相分析技术研究了 Ti_3Al 金属间化合物在800℃熔融 NaCl-(Na,K)_2SO_4体系中的腐蚀行为。结果表明,Ti_3Al 合金耐熔盐腐蚀性能远低于 Ni 基 IN738合金。腐蚀时在合金表面形成外层为 TiO_2;内层为富 Nb 的Nb_2O_5,Al_2O_3,TiO_2的混合层和中间层为富 Al 的 TiO_2,Al_2O_3混合层的多层腐蚀层结构。Ti 快速向外扩散和氧向内扩散使合金表面腐蚀产物层迅速增厚。腐蚀产物内层的富 Nb 氧化物破坏了膜层与合金基体的粘附性。     

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。     

燃煤电厂锅炉防护用新型高铬镍基合金涂层抗氧化、硫化及热腐蚀性能和机理研究

在锅炉防护用涂层材料的研制及其抗高温腐蚀性能和机理的研究方面作了一些探索性的工作。在国内首次设计并研制成功铬含量在40wt％以上的新型高铬镍基合金,并将其制备成可供电弧喷涂用的丝材。 采用电弧喷涂技术制备出新型高铬镍基合金涂层。对其抗高温氧化、抗H_2S、SO_2腐蚀以及抗热腐蚀的性能和机理进行了系统研究,得到如下结论:(1)在大气环境下,较高的Cr含量使涂层发生了选择氧化,在表面形成了连续的Cr_2O_3氧化膜,它对元素的扩散可起到有效的抑制作用。(2)在SO_2/O_2(1:4)气氛下,涂层表现出优秀的抗硫氧化物腐蚀性能。发现Cr在涂层中所起的作用为:①形成Cr_2O_3保护层以抑制元素的扩散;②捕获Ni_3S_2中的S,从而减少了低熔点共晶体Ni-Ni_3S_2的出现。(3)在H_2S(10％)气氛下,涂层表现出优异的抗硫化腐蚀性能。发现Cr元素对镍基合金抗高温硫化性能的提高是通过在腐蚀产物内层形成富铬区(Cr以硫化物的形式存在)来实现的,该富铬层的存在应能起到抑制涂层未腐蚀部分金属元素向外扩散和腐蚀介质向内侵入的作用。(4)在Na_2SO_4/K_2SO_4(7:3)盐膜作用下,涂层表现出优异的抗热腐蚀性能。较高的Cr含量使得该高铬镍基合金涂层位于表面Ni的硫化物下面的部分发生了选择氧化,形成了连续的Cr_2O_3氧化膜,从而有效地     

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。     

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。     

Ti_2AlNb合金表面渗镀Al层的抗热腐蚀性能

目前,鲜见对Ti_2AlNb合金表面渗镀Al层在高温熔盐环境中耐腐蚀性能的报道。采用加弧辉光等离子渗镀技术在Ti_2AlNb合金表面渗镀Al层。采用扫描电镜、X射线衍射仪分析了渗镀Al层的形貌、结构及相组成;采用涂盐热腐蚀试验研究了渗镀Al层在750℃的Na_2SO_4熔盐中的热腐蚀行为。结果表明:渗镀Al层由外层纯Al沉积层和内层Al-Ti-Nb扩散层组成,其组织均匀致密,与基体结合良好;在750℃的Na_2SO_4熔盐中,Ti_2AlNb合金基体腐蚀增重显著,腐蚀产物出现明显的层状剥落现象,耐热腐蚀性较差,而渗镀Al层试样仅发生微小的增重,腐蚀100 h后,内部扩散层还比较完整,未出现氧化和硫化的现象,仍拥有足够的Al源来抵抗接下来的腐蚀进程。     

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.     

充氢时间对S32750超级双相不锈钢在NaCl溶液中腐蚀行为的影响

为了考察氢对S32750超级双相不锈钢(SDSS)腐蚀行为的影响,将S32750 SDSS在25℃的1.26mmol/L Na_4P_2O_7+0.5 mol/L H_2SO_4溶液中进行不同时间的电化学充氢。通过开路电位、动电位极化曲线、电化学阻抗曲线和Mott-Schottky曲线表征了充氢后S32750 SDSS在3.5%NaCl溶液中的电化学行为。结果表明:随着充氢时间的延长,S32750 SDSS的自腐蚀电位逐渐负移,自腐蚀电流密度和维钝电流密度区间逐渐增大,击穿电位逐渐降低,Mott-Schottky曲线斜率逐渐减小。这主要是因为材料中增加的氢延缓了钝化膜生成,增加了钝化膜的缺陷浓度,降低了钝化膜的稳定性和完整性,使钝化膜更容易发生破裂和溶解,电极反应速度加快,腐蚀趋势因而增大。     

溅射Ni11Co26Cr6Al0.5Y涂层对镍基合金在1000 ℃氧化行为的影响

通过对有/无Ni11Co26Cr6Al0.5Y涂层镍基合金在1000℃进行氧化动力学曲线测定,及组织结构观察,研究了Ni11Co26Cr6Al0.5Y涂层对镍基合金高温氧化行为的影响。结果表明:高温氧化期间,合金发生外氧化和内氧化,外氧化层由NiO、NiCrO_4、CoWO_4构成,中间氧化物由TiO_2、Al_2O_3、NiWO_4构成,中间层氧化物层抑制了基体中Al元素向外扩散,形成平直连续的Al_2O_3内氧化物层;合金氧化动力学曲线呈现起伏波动的特征。镍基合金经溅射Ni11Co26Cr6Al0.5Y涂层,可有效改善合金的抗氧化性能;涂层的氧化动力学曲线仅在氧化初期有轻微增重而后趋于平稳,遵循抛物线规律,其形成的Al_2O_3氧化膜未发生明显剥落,仅在涂层内及近涂层/基体界面区域存在少量Al_2O_3内氧化物。     

一种镍基合金在900和1000℃的高温氧化行为

采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)及能谱(EDAX)等方法,研究了Cr5.0 Co8.0 Mo0.9W5.5 Ta7.4 Al6.0 Re4.2合金在900和1 000℃的氧化行为。结果表明,氧化动力学曲线遵循氧化初期氧化增重速率较快,氧化期间氧化动力学曲线呈波浪式变化,且呈现氧化温度越高波浪式越明显的特征。在900℃氧化300 h后合金表面氧化物膜分为3层,外层为Ni O、Ni2Cr2O4、Ni2Co O4和Cr Ta O4;中间层为平直的Al2O3层,内氧化层为Al2O3,氧化期间,分布在外层的Cr Ta O4抑制基体中Al向外扩散,并抑制氧化膜的生长,使氧化速度降低。1 000℃时合金表面的氧化物膜分为2层,外层为Ni O、Ni2Cr2O4、Ni2Co O4和Cr Ta O4;内氧化层为Al2O3。在900和1 000℃氧化期间,合金均发生元素Al的内氧化和内氮化,与外氧化膜相邻的区域为元素Al的内氧化区,远离外氧化膜的基体内部形成元素Al的内氮化区,随氧化温度升高,内氧化区和内氮化区的深度增加,内氧化物和内氮化物的尺寸增大。     

Ni-Cr-Mo-Nb超音速火焰喷涂层在模拟烟气中的热腐蚀行为

选用适量的Ni,Cr,Mo和Nb的配比,在20钢表面超音速火焰喷涂了Ni-Cr-Mo-Nb合金层,以期提高其耐蚀性。采用XRD,SEM/EDS技术对Ni-Cr-Mo-Nb合金层及其高温腐蚀产物成分、形貌进行了分析;对Ni-Cr-Mo-Nb合金层涂覆75%Na_2SO_4+25%NaCl(质量分数)混合熔盐后于600,650℃烟气中的热腐蚀行为进行了研究。结果表明:Ni-Cr-Mo-Nb合金层结构致密,孔隙率低;Ni-Cr-Mo-Nb合金层在涂覆75%Na2SO4+25%Na Cl盐膜后的烟气中600,650℃时先增重后失重,其腐蚀产物分为2层,外层富含Ni,内层富含Cr且S含量较高,具有良好的耐蚀性能。     

预氧化对一种镍基单晶高温合金的热腐蚀影响

为了解预氧化对镍基单晶高温合金的短时热腐蚀影响,采用涂盐法研究了一种高温合金经预氧化后在Na₂SO₄-NaCl盐膜条件下的热腐蚀行为,测量了不同预氧化处理时间合金的腐蚀动力学曲线,借助扫描电子显微镜(SEM)观察了合金腐蚀层截面的微观组织,并利用X-射线衍射仪(XRD)确定相结构.结果表明：未经过预氧化处理的合金表面腐蚀严重,热腐蚀增重质量最多达到0.033 mg/cm²,其腐蚀动力学曲线遵循抛物线规律,而经过预氧化处理后合金表面腐蚀明显改善;合金在900 ℃下的热腐蚀符合硫化氧化模型,腐蚀产物出现了分层结构;合金的主要腐蚀产物是NiO、Al₂O₃以及少量NiCr₂O₄、TiO₂、NiS₂等, 其中Al₂O₃、TiO₂等氧化物位于氧化层最外层;预氧化生成的Al₂O₃层对高温合金在Na₂SO₄-NaCl盐膜下的短时热腐蚀有明显的保护作用,腐蚀层厚度从170 μm降低至80 μm.致密的氧化物保护层能够显著阻止硫元素的扩散,提高合金的耐热腐蚀性能.     

镍铁基高温合金摩擦焊接接头在煤灰/烟气中的腐蚀行为

以HT700惯性摩擦焊焊接接头为研究对象,从腐蚀动力学、氧化膜相组成及微观结构方面研究了不同组织状态的焊接接头在750℃煤灰/烟气中的腐蚀行为。结果表明,焊接接头主要腐蚀产物基本一致,为富Fe、Cr的氧化物,另有少量Al_2O_3、TiO_2及Ti的内硫化腐蚀产物。焊态焊接接头晶粒细小,Cr元素可以更加及时地扩散至焊接接头表面,氧化初期可以快速形成氧化膜,延缓腐蚀;焊后热处理态焊接接头Cr元素扩散速率低,形成连续内氧化层的时间晚于焊态组织,导致氧化膜厚度更大。两种组织状态的焊接接头不同区域的腐蚀行为均呈现晶粒越小、氧化膜越薄的特征,焊缝熔合线具有最薄的氧化膜厚度。     

P91铁素体耐热钢在KCl、ZnCl2和KCl-ZnCl2盐膜下的腐蚀

研究了P91铁素体耐热钢分别在KCl,ZnCl2以及KCl-ZnCl2混合盐膜下在450度氧化性气氛中的腐蚀,结果表明,合金在三种盐膜下均发生了加速《腐蚀,在混合盐膜下的腐蚀最为严重,形成的氧化膜厚且疏松,与基体的粘附性较差,在氧化膜／合金界面均发生氯的富集,而在基体内还出现了由氯导致的局部腐蚀,讨论了合金发生加速腐蚀的机制。     

20钢在450℃ZnCl2及ZnCl2+KCl混合盐膜下的腐蚀

利用热重试验研究了表面沉积有ZnCl12和ZnCl2+KCl盐膜的20钢在450℃流动氧气中的腐蚀行为。20钢在单纯氧气中具有很低的氧化增重,涂盐条件下加速腐蚀,氧化层明显变厚,而ZnCl2+KCl比在单一ZnCl2盐膜下腐蚀更为严重,在氧化膜／合金界面均检测到金属氯化物,在基体局部区域还出现球状的含氯腐蚀产物,讨论了合金在盐膜下的加速腐蚀机理。     

Nb/NbCr_2合金表面硅化物涂层的高温抗氧化性能

用扩散渗法在Nb/NbCr2合金表面制备硅化物涂层,研究了基体合金和涂层在1250℃的氧化行为。结果表明:在Nb/NbCr2合金表面渗Si所得硅化物涂层由(Nb,Cr)Si2和(Cr,Nb)Si2两相组成,过渡层为(Nb,Cr)5Si3,涂层的生长动力学服从抛物线规律。基体合金在1250℃氧化形成的氧化膜为Nb2O5和CrNbO4交替分布的疏松组织,与基体有剥离现象。渗Si涂层在1250℃氧化形成的氧化膜较为致密完整,与残留涂层结合良好,为SiO2和CrNbO4混合氧化膜,改善了合金的高温抗氧化性能。     

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。     

20钢在450℃ ZnCI2及ZnCI2＋KCI混合盐膜下的腐蚀

利用热重试验研究了表面沉积有ZnCI2和ZnCI2 KCI盐膜的20钢在450℃流动氧气中的腐蚀行为。20钢在单纯氧气中具有很低的氧化增重,涂盐条件下加速腐蚀,氧化层明显变厚,而ZnCI2 KCI比在单一ZnCI2盐膜下腐蚀更为严重,在氧化膜／合金界面均检测到金属氯化物,在基体局部区域还出现球状的含氯腐蚀产物,讨论了合金在盐膜下的加速腐蚀机理。