INTRODUCTION TO INCONELEL ALLOY 740： AN ALLOY DESIGNED FOR SUPERHEATER TUBING IN COAL-FIRED ULTRA SUPERCRITICAL BOILERS

Chinese utilities as well as those worldwide are facing increased demand for additional electricity, reduced plant emissions and greater efficiency. To meet this challenge will require increasing boiler temperature, pressure and coal ash corrosion resistance of the materials of boiler construction of future coal-fired boilers. A new nickel-based tube alloy, INCONEL^R alloy 740, is described aiming at meeting this challenge. Emphasis will be on describing the alloy＇ s mechanical properties, coal-ash and steam corrosion resistance. Microstructural stability as a function of temperature and time is addressed as well as some of the early methodology em- ployed to arrive at the current chemical composition.     

超临界锅炉用材料的高温腐蚀研究进展

合金材料的耐高温腐蚀性能研究在先进超临界火电机组的发展中占有相当重要的地位,随着锅炉参数的提高,高温腐蚀逐渐成为合金材料使用寿命的主要制约因素。从三种主要的超临界锅炉合金材料出发(铁素体耐热钢、奥氏体耐热钢以及镍基高温合金),综述了常用的锅炉用高温合金材料及其高温腐蚀研究,包括在不同环境中的腐蚀,如SO_2气氛、KCl蒸汽、Na_2SO_4盐膜以及NaCl盐膜对高温腐蚀的影响;合金元素以及锅炉温度对高温腐蚀的影响。通过对腐蚀产物形貌、结构及元素分布的总结,对已有的研究成果进行了分析比较,发现大多数合金的腐蚀产物出现了分层现象,并且腐蚀过程中氧化-硫化过程交替进行,导致S元素的侵入以及腐蚀产物层的松动。讨论了腐蚀过程从萌生到加速腐蚀的历程机理,总结了锅炉不同高温腐蚀类型(焦硫酸盐腐蚀、复合硫酸盐腐蚀及氯化物腐蚀)。最后展望了未来高温腐蚀研究在超临界锅炉领域的发展方向。     

Cu-Ni合金BTA复配体系钝化处理工艺研究

采用苯并三氮唑(BTA)复配钝化体系对B10 Cu-Ni合金进行钝化处理,以提高其在含硫化物环境介质中的耐腐蚀性能,并研究工艺参数对钝化膜耐蚀性的影响规律.利用动电位极化曲线和电化学阻抗谱研究钝化膜的耐腐蚀性能,采用X射线光电子能谱分析钝化膜的化学成分.实验结果表明,在BTA与磺基水杨酸组成的复配体系中形成的钝化膜比BTA单一体系中形成的钝化膜具有更高的耐蚀性,这是磺基水杨酸与基体合金反应形成的络合物膜与Cu(I)BTA膜协同作用的结果;钝化处理的时间和温度是影响钝化膜耐蚀性的重要工艺参数,延长钝化时间和提高钝化温度均可以提高钝化膜的耐蚀性,60℃高温条件下5 min的钝化处理即能够达到常温条件下3 h的钝化处理效果.     

不锈钢和镍基合金在高温高压醋酸溶液中的腐蚀行为

采用特制高压釜设备,研究304L不锈钢、316L不锈钢、317L不锈钢和镍基合金(Incoloy 800)在高温高压醋酸溶液中的腐蚀,初步探讨了不锈钢和镍基合金在醋酸溶液中的腐蚀机理及Ni和Mo元素对提高不锈钢耐蚀性能的影响.结果表明,温度对不锈钢和镍基合金耐蚀性有显著影响,随着温度的升高,腐蚀速率逐渐增大,当温度升高到一定值,不锈钢的耐蚀性会急剧下降.在低温醋酸溶液中,Ni对于提高不锈钢耐蚀性是有益的;在高温醋酸溶液中,Ni对于提高不锈钢耐蚀性没有显著影响.在低温醋酸溶液中,Mo对于提高不锈钢耐蚀性没有显著影响;在高温醋酸溶液中,Mo对于提高不锈钢耐蚀性是有益的.     

AZ31B镁合金表面电镀铝锰合金的耐蚀性

在镁合金AZ31B表面通过预镀锌处理后采用无机熔盐电沉积铝锰合金。使用SEM、EDX和XRD分析镀层的表面形貌、成分和组织,采用动电位极化曲线及表面显微硬度测量考察了镀层对镁合金耐蚀耐磨性的影响。结果表明,熔盐成分、电流密度和熔体温度等典型工艺参数对铝锰合金镀层的形貌、成分和组织都具有重要的影响,进而影响了镀层的耐蚀性。镁合金电镀铝锰合金后,腐蚀电位有很大的提高, 而腐蚀电流密度大幅度的下降;同时铝锰合金镀层表现出很高的硬度,显著的提高了镁合金的耐蚀耐磨性。     

锅炉“四管”用耐磨耐蚀涂层研究进展

总结了锅炉"四管"失效的形式和机理.热腐蚀和高温冲蚀磨损是锅炉"四管"失效的主要原因,采用热喷涂金属涂层、陶瓷涂层及金属陶瓷复合涂层等可以有效控制热腐蚀和高温冲蚀磨损.目前制备高性能涂层常用的方法有等离子喷涂、电弧喷涂、超音速火焰喷涂等.详细介绍了高镍铬合金涂层的研究状况和喷涂工艺的特点,最后展望了纳米结构涂层在该领域的研究进展和应用前景.     

热速处理对Mg-7Al-0.4Zn-0.2Mn合金耐腐蚀性能的影响

测定自腐蚀电位、盐雾腐蚀速率和观察试样盐雾腐蚀表面形貌,研究了热速处理对Mg-7Al-0.4Zn-0.2Mn合金耐腐蚀性能的影响.结果表明：合金的腐蚀行为受到显微组织和铁含量的共同影响.过热温度(Ts)为810 ℃时,热速处理对合金耐腐蚀性能的改善作用并不大;过热温度为850 ℃时,热速处理显著细化了合金晶粒,β相的尺寸和间距变小,β相对α相腐蚀的阻碍作用增加,而且合金中的铁含量并没有提高,从而改善了合金在试验条件下的耐腐蚀性能;过热温度为890 ℃时,组织中存在热裂纹和显微疏松缺陷,合金含铁量显著增高,合金的耐腐蚀性能下降.相同的过热温度下,合金的耐腐蚀性能随着激冷速度(Vc)的增大而逐步改善.综合考虑合金的显微组织和耐腐蚀性能,优化的热速处理工艺为：Ts=850 ℃,Vc=2.0 ℃/s.此时,合金的耐腐蚀性能达到试验的最佳值,自腐蚀电位比未热速处理合金提高约15 mV,盐雾腐蚀速率比未热速处理合金降低21.9%.     

软熔条件对镀锡板合金层组织及其耐蚀性的影响

镀锡板合金层的耐蚀性好坏直接关系到镀锡板用作食品包装材料时的寿命。为此 ,研究了软熔过程中的时间与温度对镀锡板合金层形貌及其耐蚀性的影响。结果表明 ,随着软熔时间的延长和软熔温度的升高 ,镀锡板合金层的晶粒度增大 ,镀锡板的耐蚀性增强。     

Enhancement of Service Life of Steam Generating Tubes in Oil-Fired Boiler for Power Generation Employing Plasma Spray Technology

The effects of Ni-50 mass% Cr alloy coating, that is plasma-sprayed onto the fire-side of steam generating tubes in a heavy oil-fired boiler, on the high temperature corrosion resistance were examined. One of the severe environments in the industrial manufacturing facilities, where thermal sprayed coatings are employed, is the high temperature corrosion such as the oxidation, sulfidation, and low melting fuel ash corrosion in the fire-side of boiler tubes. In the fossil fuel-fired steam generating boiler facilities, the degradation or failure of steam generating tubes that were derived from the contaminants in a lower grade fuel have often occurred. The situation of degradation of the water evaporator and superheater tubes and corrosion-preventing effects of plasma sprayed coating are described. The enhanced effects of plasma sprayed Ni-50 mass% Cr alloy coating for the suppression of hot corrosion failure of the steam generating tubes of boiler are summarized.     

Gaseous corrosion of alloys and novel coatings in simulated environments for coal,waste and biomass boilers

The reduction of emissions from power generation plants is a key part of the Kyoto Protocol. Reduced emissions per unit of power produced can be achieved via increased thermal efficiency and this can be achieved by increasing steam parameters (i.e. temperature and pressure). Increased steam parameters in turn leads to accelerated corrosion of boiler components. Biomass and solid waste fuels introduce a number of aggressive species into process environments that result in enhanced rates of boiler degradation. This paper reports on studies, both theoretical and experimental, of the corrosion behaviour of high‐alloy steels and Ni‐base alloys as well as coatings for use in high efficiency coal and/or biomass‐ and waste‐fired power plants. Coatings produced within the SUNASPO project have been laboratory tested in gaseous atmospheres representative of coal combustion, biomass combustion and waste incineration. Laboratory tests were carried out mainly in the temperature range 500 °C to 800 °C. Initial results showed the poor performance of traditional uncoated low‐alloy boiler steels P91 (9% Cr) and HCM12A (12% Cr), as well as the higher alloy steel, 17Cr/13Ni. Results show the beneficial effects of coatings containing Al, Si, Al + Si, Al + Ti and Al + B in reducing the rate of corrosive attack. In a combustion product gas containing 100 ppm HCl and 1000 ppm SO₂, aluminizing affords corrosion resistance of low‐alloy steels such as HCM12A and P91 similar to that of Alloy 800 over 1000 h of test. The presence of Al inhibits internal, sometimes localized corrosion by promoting the formation of a protective surface oxide layer even at relatively low temperatures. The results of experiments in simulated coal; biomass and waste atmospheres are presented and discussed in terms of both corrosion kinetics and mechanisms of degradation.     

INTERGRANULAR AND EXFOLIATION CORROSION BEHAVIOUR OF 8090Al-Li ALLOY

The A1-2.79Li-1.3Cu-0.7Mg-0.12Zr(8090) alloy has excellent resistance to intergranularand exfoliation corrosion as naturally aged, worst as peak aged and rather better asunderaged than as overaged. The corrosion behaviour of the alloy is closely dependent on itsmicrostructure. Under the peak aging condition, the coarse T_2 phase, which is continuouslydistributed along grain boundaries, has so low corrosion potential in comparison with the ma-trix, this makes the corrosion resistance of the alloy to be deteriorated by anodic dissolutionalong grain boundaries.     

退火工艺对Cu-30Ni合金管耐海水腐蚀性能的影响

    通过电化学测试方法研究了不同参数退火后Cu-30Ni合金管在静止人工海水中的腐蚀行为.结果表明,海水腐蚀初期,富Ni表面膜对Cu3-0Ni合金管耐海水腐蚀性能的影响起主要作用,其相对于基体成为阳极性保护,且随着退火温度升高,保温时间延长,Cu3-0Ni合金管抗蚀能力越好;随着海水浸泡时间的延长,退火后Cu-30Ni合金管的显微组织结构对海水腐蚀性能影响占优,细小的富Ni颗粒成为微电池的阳极,优先被腐蚀;720℃×30 min热处理后试样抗腐蚀性能较好,腐蚀40天后,没有发现点蚀坑.     

用Kelvin探头技术研究铝合金的大气腐蚀

选择航空工业广泛使用的铝、铝合金及其涂层的试样，利用自行研制的Kelvin探头大气腐蚀测定仪、扫描电镜等设备，研究了纯铝试样随温、湿度变化，其表面电位的变化规律，测定了铝合金及涂层试样大气曝晒试验和周浸试验前后的表面电位、形貌,对铝、铝合金以及涂层的腐蚀规律进行了初步的探讨.结果表明，纯铝试样表面无可见液膜时，腐蚀电位随相对湿度增加逐渐下降；表面有可见液膜时，随着液层蒸发逐渐减薄，电位逐渐正移.铝合金裸材在北京大气环境下电位变化较小，且各个位置的电位基本相同.带涂层的试样优先在缺陷处发生腐蚀，并不断向周围扩展，涂层的剥离面积不断增大.涂层的铝合金，划痕处在腐蚀发生的初期腐蚀电位向负方向变化很快，但是随着时间的延长，腐蚀电位变化的速率减慢，并有向正方向移动的趋势.      

舰用GH984合金在不同环境中的腐蚀性能

研究了GH984合金在各种不同条件的抗腐蚀 性能.结果表明，该合金在700℃、800℃和900℃具有良好抗氧化能力，在不同热处理条件 及焊接状态下的抗晶间腐蚀、抗海水腐蚀性能良好，均能满足高速舰船的使用要求.在模拟 舰船发动机海上运行环境下，合金抗海洋性气氛燃气热腐蚀性能在900℃比GH135合金好，与 GH140合金相当，由于合金Cr含量较高，远优于镍基高温合金K3.     

Zn-Al合金在长江水中的耐蚀性研究

研究了Zn、Al及Zn-Al合金在不同温度条件下的长江 水和自来水中的腐蚀性能及电极电位变化规律；同时对锌、铝、锌铝合金在长江水和自来水中的平均腐蚀率进行了测定.结果表明：不论是在长江水、自来水中，Al 很容易产生孔蚀，防腐性能较差.Zn的腐蚀率太高，而Zn－Al合金电极电位和腐蚀率都较低，耐蚀性能最好.     

不同合金钢材料化学镀Ni-P合金

在不同合金钢材料表面成功制备了化学镀Ni-P合金层.形貌与结构分析表明,化学镀Ni-P合金层表面均匀、致密,结构为非晶形和一些微晶;热震试验表明镀层与基体的结合力良好;浓HNO3试验和3.5 mass%NaCl溶液浸泡试验表明镀层的腐蚀速率远低于基体材料,能对基体合金钢起到防护作用.     

2091合金的显微组织与应力腐蚀敏感性

用慢应变速率拉伸试验研究不同热处理状态Al—Li—Cu—Mg—Zr(2091)合金的应力腐蚀敏感性,用透射电镜观察显微组织结构并分析变形特性。结果指出,T_2相在晶界上的复盖程度及T_2相之间的平均间距是影响合金应力腐蚀敏感性的主要因素,室温预形变处理可减少晶界上T_2相的数量,使合金应力腐蚀抗力得到明显提高。     

过共晶ZA合金焊缝的耐腐蚀性

借助于光学显微镜、电子分析仪等分析手段，以过共晶AZ合金为母材，通过对氧乙炔、TIG焊缝及母材的耐腐蚀性试验，对不同焊缝在NaCl溶液中的耐腐蚀性进行了研究。结果发现焊缝的耐腐蚀性高于母材，其中TIG焊缝的耐腐蚀性高于氧乙炔气焊焊缝，焊缝的耐蚀性完全能够达到使用性能要求。     

锌镍合金电镀技术的研究

研究了采用锌镍合金为阳极进行电镀时,工艺条件对锌镍合金镀层镍含量的影响,寻找出耐蚀性是镀锌层５倍以上Ｚｎ－Ｎｉ（１３％）合金镀层电镀的工艺条件。对镀液进行了连续电镀试验,电镀后镀液中金属离子浓度波动小,采用合金阳极进行电镀可以基本维持金属离子浓度的稳定,还应用多种测试方法,检测了镀层的结合力。     

S2O2-3对Ni基合金671在NaCl水溶液中的点蚀行为的影响

  采用电化学测试方法对一种新兴的超临界水氧化(SCWO)废物处理技术设备用材——Ni基合金671在含S2O2-3根离子的NaCl水溶液中的点蚀行为进行了研究.结果表明，在纯Na2S2O3水溶液中，671合金不发生点蚀；而在纯NaCl水溶液中，671合金存在发生点蚀的氯离子临界浓度，且其耐蚀性优于Ni基合金690；在向NaCl溶液中添加不同浓度的S2O2-3根离子时，随添加S2O2-3浓度的逐渐提高，671合金的点蚀逐渐受到抑制，耐蚀性能提高，该特性将使得671合金在用于SCWO反应的设备制造材料方面极具优势.