高温合金热腐蚀性能影响因素的研究进展

高温合金是一种复杂组元多相组织材料,在高温下的热腐蚀行为是制约其发展的重要因素。国内外学者对高温合金的热腐蚀性能做了大量研究,先后提出了多种腐蚀机理模型,但对于不同种类高温合金腐蚀机制间的相互关系仍缺乏成熟的理论表述。从高温合金的特点和用途对热腐蚀的影响因素进行了综述,并对目前高温合金主要的涂层、预氧化等耐热腐蚀防护措施进行了讨论。最后,从实际应用角度展望了未来提高合金热腐蚀性能的方法。     

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.     

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。