Fe-14Cr-Mn合金在不同温度熔融共晶NaCl-MgCl2中腐蚀行为及机理研究

熔融共晶NaCl-MgCl₂作为太阳能中高温相变储热介质,运行状态下其温度常在熔点附近波动。但不同温度下该熔融盐对金属容器材料腐蚀行为不清楚。以Fe-14Cr-Mn合金为例,采用浸盐法研究了718K、768K和818K熔融共晶NaCl-MgCl₂对该合金的腐蚀行为,探讨了腐蚀机理。结果表明：腐蚀速率随温度增加略微增加,三种温度下试样腐蚀动力学曲线服从线性规律(斜率约k=-4.806E-4)。腐蚀初期,试样表面形成泡状腐蚀产物,腐蚀80h后形成腐蚀坑洞,主要是Fe、Fe-Cr和MgO,也检测到含微量Fe和Ni的Mg-Fe-Ni的氧化物。腐蚀机理主要是MgCl₂吸潮后以H₂O形式引入的氧原子和溶解在熔融盐中的微量氧作为阴极去极化剂,合金元素Cr和Mn与Cl_-反应生成的氯化物,氯化物吸附水分子,形成具有低熔点的含水氯化物(如CrCl₃.6 (H₂O) 和MnCl₂.n (H₂O))逃逸腐蚀体系。另外,在熔岩表面形成了由MgCl₂. (H₂O) ₆, NaCl 和 MgO组成的盐壳,而在熔融盐内部,NaCl与NaMgCl₃共存。本研究为研发耐熔融NaCl-MgCl₂腐蚀的新合金奠定了基础。