碳钢和铁-铬-镍基合金在相变储能材料用熔融共晶氯化钠和氯化镁中的腐蚀行为

研究了3种铁-铬-镍基合金(Fe-Cr-Ni)和一种碳钢试样在520℃熔融共晶NaCl-MgCl2盐中的腐蚀行为。结果表明,碳钢试样晶界处Fe原子优先变为亚铁离子(Fe2+)和铁离子(Fe3+),发生了严重的沿晶腐蚀,但表面形成了厚而致密的MgO壳,对试样起到了一定的保护作用。3种Fe-Cr-Ni基试样表面也形成了MgO壳,但因铬元素优先被腐蚀,试样表面形成了疏松的富Ni骨架状微观组织结构,MgO壳或颗粒极易剥落,未能起到有效的保护作用;Cr含量越高,腐蚀越严重。对于太阳能储能技术,在廉价的铁基合金中添加镍元素作为熔融氯化盐相变储热介质的容器或者管道材料,具有良好发展前景。     

合金元素Al对Ni-10 wt. % Fe基合金在熔融NaCl中腐蚀行为影响研究

NaCl及其混合盐作为太阳能中高温相变储热介质具有很多优点,但熔融氯化盐对金属储热容器材料具有强烈腐蚀性。研究了Al添加量分别为0 wt. %、5 wt. %和10 wt. %的三种Ni-10 wt. % Fe基试样（分别为1#、2#和3#）在850℃熔融NaCl中的腐蚀行为,分析了试样表面腐蚀产物和腐蚀残盐成分,对比了试样横截面腐蚀特征和元素变化趋势,探讨了腐蚀机制。结果表明,三种试样的腐蚀动力学曲线均满足线性腐蚀规律;添加Al的试样平均质量损失率大幅降低,2#和3#试样腐蚀速率分别为1#试样的12%和20%。原子量较小的Al优先于Fe、Ni被氧化和生成高温稳定性好的Al2O3,是腐蚀速率降低的两个主要原因。但Al含量较高（如本文中的10 wt. %）时,基体中Al原子向试样表面扩散较为容易,氧化膜较厚,且易于脱落,又导致腐蚀速率增大。本研究对研发耐熔融氯化盐腐蚀的新型合金奠定了基础。