金属的氧化和热腐蚀

金属的氧化在理论上和应用上都是一个重要的问题。本文扼要地讨论了金属氧化的热力学,氧化物的结构,氧化的动力学,氧化膜中的应力和应力消除,并总结了研制抗高温氧化合金的原理。在有硫和硷金属盐类存在的情况下产生的热腐蚀是一个更为复杂和严重的问题。本文讨论了造成热腐蚀的原因,腐蚀过程的机理,影响热腐蚀的主要因素和当前解决问题的途径。     

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《腐蚀与防护全书—金属高温氧化和热腐蚀》 金属高温氧化是金属腐蚀与防护领域研究重点之一。该书是金属高温氧化和热腐蚀专著,全面地介绍了金属高温氧化基     

书讯

《金属高温氧化和热腐蚀》出版所有金属在常温和高温空气中都是不稳定的 ,会与氧发生反应生成表面氧化物膜 ,这给金属材料的使用带来一系列问题 ,同时也为材料改性带来一些机会。金属高温氧化是金属腐蚀研究的主要内容之一。中国科学院金属研究所李铁藩研究员受邀编写了《金属高温氧化和热腐蚀》。作者结合数十年的专业研究和教学、工程实践 ,最大限度地参考国内外专业文献 ,在书中详细说明了金属高温氧化的概念、金属氧化物晶体结构和缺陷、氧化物中的扩散 ,阐述了金属高温氧化理论、纯金属和合金的氧化过程 ,介绍了金属广义氧化、熔融盐热…     

好书推荐

<正>《现代材料腐蚀与防护》一书已于2012年9月由上海交通大学出版社出版,全国发行。该书共分11章,依次为绪论,材料腐蚀过程热力学,腐蚀反应动力学,金属与合金的氧化与热腐蚀,金属材料的全面腐蚀与钝化,金属材料的局部腐蚀,金属材料在应力作用下的腐蚀,金属材料在自然环境和化工介质中的腐蚀与防护,非金属材料的腐蚀与防护,高     

好书推荐

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好书推荐

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Super304H在模拟烟气环境下的腐蚀行为

应用XRD、SEM(EDS)和EMPA等分析方法研究了预涂覆碱金属硫酸盐的Super304H在模拟烟气环境下的高温腐蚀特性。结果表明,Super304H在模拟气氛下的腐蚀动力学呈"抛物线"趋势递增;腐蚀产物由较多的富铁氧化物、部分Cr2O3以及少量尖晶石结构的复杂氧化物与Fe/Ni硫化物组成;SO2浓度的提高加速了合金的腐蚀,氧化膜明显增厚,与基体结合程度变差甚至剥离,腐蚀影响区孔隙密度增大,腐蚀深度增加。分析认为:Super304H在模拟烟气环境中的腐蚀归因于合金元素的氧化与硫化、三元共晶复合盐的形成以及金属(氧化物)在熔盐中的溶解。     

好书推荐

《现代材料腐蚀与防护》一书已于2012年9月由上海交通大学出版社出版,全国发行。该书共分11章,依次为绪论,材料腐蚀过程热力学,腐蚀反应动力学,金属与合金的氧化与热腐蚀,金属材料的全面腐蚀与钝化,金属材料的局部腐蚀,金属材料在应力作用下的腐蚀,金属材料在自然环境和化工介质中的腐蚀与防护,非金属材料的腐蚀与防护,高科技领域中材料的腐蚀,材料腐蚀的防护技术。     

热腐蚀中的微电池过程

热腐蚀中存在的微电池过程，主要由热腐蚀过程中金属及合金表面形成的不同氧化物、硫化物及氧化膜中的不均匀性及缺陷等因素引起。提出了预氧化金属及合金试样在熔盐中的电位模型，实验结果基本与理论模型相一致。通过热腐蚀微电池模型，可以解释一些热腐蚀现象。     

好书介绍

正《现代材料腐蚀与防护》一书已于2012年9月由上海交通大学出版社出版,全国发行。该书共分11章,依次为绪论,材料腐蚀过程热力学,腐蚀反应动力学,金属与合金的氧化与热腐蚀,金属材料的全面腐蚀与钝化,金属材料的局部腐蚀,金属材料在应力作用下的腐蚀,金属材料在自然环境和化工介质中的腐蚀与防护,非金属材料的腐蚀与防护,高科技领域中材料的腐蚀,材料腐蚀的防护技术。本书涉及的内容较为广泛,全面系统地阐述了材料(金属与非金属)腐蚀的基本原理,腐蚀破坏的各种形     

新书介绍

《现代材料腐蚀与防护》一书已于2012年9月由上海交通大学出版社出版,全国发行。该书共分11章,依次为绪论,材料腐蚀过程热力学,腐蚀反应动力学,金属与合金的氧化与热腐蚀,金属材料的全面腐蚀与钝化,金属材料的局部腐蚀,金属材料在应力作用下的腐蚀,金属材料在自然环境和化工介质中的腐蚀与防护,非金属材料的腐蚀与防护,高科技领域中材料的腐蚀,材料腐蚀的防护技术。本书涉及的内容较为广泛,全面系统的阐述了材料(金属与非金属)腐蚀的基本原理,腐蚀破坏的各种形式和防护技术,重点讨论了航空航天领域、核     

4种先进超超临界电站锅炉用高温合金高温腐蚀性能实验研究

目的研究Haynes 625、Haynes 617、Haynes 120和Inconel 740H四种先进超超临界电站锅炉用高温合金在高温模拟煤灰环境下的腐蚀行为及机理。方法利用XRD、SEM、EDS等分析手段对样品表面腐蚀产物进行微观分析。结果四种高温合金均具备一定的抗高温模拟煤灰腐蚀能力。未涂抹煤灰样品的腐蚀动力学遵循抛物线规律,说明所选高温合金在750℃的高温腐蚀行为主要受离子扩散控制。在涂抹模拟煤灰环境下,材料的氧化增重依次为:Haynes 617Haynes 625Inconel 740HHaynes 120。Haynes 625与Haynes 617腐蚀产物为双层结构的氧化物,氧化内层主要为富Cr氧化膜,氧化外层主要成分为(Ni,Mn)Cr_2O_4;Inconel 740H与Haynes 120表面未见双层结构氧化物。结论氧化物结构与合金中铬元素含量有关,同时与合金中附加元素(如钴元素)的含量和行为有一定联系。四种高温合金抗高温腐蚀性能从大到小依次为:Haynes 120Inconel 740HHaynes 625Haynes 617。与以往研究相比,并未发现腐蚀产物中存在S,表明腐蚀过程中腐蚀产物中的S来自于SO_2气氛,而非煤灰中的硫酸盐。     

三元合金的高温理论氧化图Ⅰ.高氧压下的近似分析

通过对三元合金系高温氧化行为的分析,把Ｗａｇｎｅｒ关于形成不互溶氧化物的二元合金经典理论扩展到三元合金体系,忽略活泼组元内氧化,以热力学稳定相图为参考,建立了相应的动力学氧化图并分析了影响动力学氧化图的因素,为进上步研究三元合金高温氧化行为提供了重要的理论依据。     

Pt-Al涂层对一种镍基单晶高温合金抗热腐蚀行为的影响

采用电镀Pt和化学气相沉积渗铝法在一种镍基单晶高温合金表面制备Pt-Al涂层,该涂层为单一β-(Ni,Pt)Al相结构.选用涂盐法分别在无涂层和Pt-Al涂层试样表面涂覆Na2SO4盐,并在900℃常压炉中进行热腐蚀实验.通过热腐蚀动力学、热腐蚀产物、热腐蚀宏观表面形貌和微观结构的对比,分析Pt-Al涂层对镍基单晶高温合金热腐蚀行为的影响.采用XRD、SEM、EDS和EPMA等检测方法进行分析.实验结果表明:经900℃热腐蚀后,Pt-Al涂层可以提高基体合金的抗热腐蚀性能,Pt-Al涂层试样的热腐蚀速率小于无涂层试样;β-(Ni,Pt)Al相中的Pt原子能够抑制S原子向β-(Ni,Pt)Al相中扩散,将S原子阻隔在氧化物-金属界面处,从而降低基体合金的热腐蚀速率;Pt原子也能够将大量难熔的Ta原子阻隔在互扩散区内,仅有少量的Ta原子扩散到氧化物中,减少了Ta2O5的形成;此外,Pt-Al涂层能够在一定程度上抑制氧化膜-金属界面处孔洞的形成.     

一种镍基合金在850℃和950℃熔融NaCl中的热腐蚀行为

采用X射线(XRD)、扫描电镜(SEM/EDAX)等手段,研究了一种镍基合金在850℃和950℃熔融Na Cl的热腐蚀行为。结果表明:腐蚀期间,合金发生了高温氧化和热腐蚀行为;合金表面腐蚀产物分为3层,外层氧化物由Al2O3、Al Ta O4和Ni Cr2O4组成,中间层氧化物为Cr Ta O4、Ni WO4和WO3,而内层形成Al2O3内氧化物;且随腐蚀温度提高,合金表面的腐蚀层厚度及Al2O3内氧化层深度增加。     

Al对低中子吸收截面Ti-Zr-Nb高熵合金的微观结构和腐蚀行为的影响

针对Al对低中子吸收截面Ti-Zr-Nb系高熵合金的微观结构和腐蚀行为进行了研究。比较了不含Al和含15at%Al的Ti-Zr-Nb合金的相图、微观结构、氧化行为和腐蚀行为。相图计算结果表明,在熔点下Ti-Zr-Nb三元合金为bcc相,添加的Al会倾向于在合金中形成不同的金属间化合物,而缩小相图中bcc单相区的温度区。XRD和TEM结果表明,熔炼获得的Ti-Zr-Nb三元合金为简单的bcc结构,而Al会导致晶体结构转变为有序的B2结构。通过热重分析和高压釜试验对Ti-Zr-Nb系高熵合金的腐蚀行为进行了研究。结果表明,在腐蚀过程中,Ti-Zr-Nb三元合金的氧化膜容易发生剥落,而添加Al会提高氧化层的稳定性,但不会改变腐蚀氧化层的主要氧化物种类。通过计算反应速率常数和激活能对氧化动力学进行了研究,发现添加Al的Ti-Zr-Nb系合金的高温氧化性能与Zr合金接近。     

Fe—Al,Fe—Cr合金在SO2气氛中的高温腐蚀

研究了 Fe-Al,Fe-Cr 合金在800℃,900℃和950℃SO_2气氛中的高温腐蚀行为。用石英弹簧检测试样腐蚀增重,以测定高温腐蚀动力学。用 SEM,EMP 和 X 射线衍射分析腐蚀产物。本研究中的 Fe-Al,Fe-Cr 合金腐蚀初期同时硫化/氧化,其中硫化物成为金属离子快速扩散的途径。腐蚀产物膜生长到一定厚度后,扩散到表面的合金元素及铁的浓度降低到只有铁的氧化物在腐蚀产物表面生成。同时 SO_2分子通过腐蚀产物向合金内部扩散,造成材料的内硫化/氧化。     

镁合金抗高温氧化机理研究进展

本文简要回顾了国内外镁合金抗高温氧化机理的研究进展,归纳总结了纯Mg的高温氧化机理和镁合金高温氧化热力学与动力学及抗氧化机理,并探讨了先进表征技术在镁合金高温氧化研究中的潜在应用前景,最后展望了耐高温氧化镁合金的发展方向。主要观点如下：镁合金主要是通过形成具有一定厚度、连续且致密的氧化膜来抑制Mg蒸气向外扩散和O的内渗透;镁合金的高温氧化通常与第二相的热稳定性有密切关系;当微量合金元素不足以在表面生成相应氧化物时,可通过形成置换固溶体和反应性元素效应来提高保护作用;具有表面活性的元素会在合金表面富集并减小氧化物尺寸,从而增强氧化层;合金元素的选择性氧化与协同作用对镁合金的抗氧化性能至关重要;在镁合金中加入纳米或微型颗粒可通过减少特定的氧化区域来提高镁合金的高温抗氧化性。未来关于耐高温氧化镁合金的研究可基于以下方面继续深入：应用先进表征技术精准揭示镁合金抗氧化的机理和本质;建立合金元素与氧化膜晶粒尺寸和力学性能的内在关联;设计合理的多合金元素成分体系。     

金属高温氧化和热腐蚀

《金属高温氧化和热腐蚀》是中国腐蚀与防护学会邀请各领域的专家学者撰写的《腐蚀与防护全书》的专著之一。撰写者李铁藩为中国科学院金属研究所研究员 ,曾任该所腐蚀与防护研究室主任和腐蚀与防护国家重点实验室学术委员会主任、中国腐蚀与防护学会高温委员会主任 ,并兼任多所高校教授。李铁藩教授自五十年代始从事金属材料腐蚀与防护 ,特别金属的高温氧化与防护科研与教学工作。曾编写出版有关非晶态合金水溶液腐蚀 ,金属间化合物高温氧化以及多本材料手册中有关高温氧化部分。在国内外刊物发表论文2 0 0余篇。《金属高温氧化和热腐蚀》…     

Nb合金化γ—TiAl的氧化热力学理论分析

利用亚点阵的准亚规则溶体模型计算了Ti-Al-Nb三元系合金热力学活度,根据金属氧化反应用热力学计算了相应的Ti/TiO和Al/Al2O3的平衡分压。讨论了Nb合金化γ－TiAl金属间化合物热力学活度和氧化反应的氧平衡分压的影响。计算的热力学活度与Knudsen池隙透法测定的规律相符。由Nb合金化γ－TiAl的热力学活度以及氧化反应的氧平衡分压变化不能判定Ti-Al-Nb三元系合金生成氧化物种类及其稳定性。单纯的热力学因素不足以解释Nb合金化改善γ－TiAl坑高温氧化性能的机理。