多主元合金CoCrFeNiTi_(0.5)耐硫酸盐高温腐蚀行为研究

多主元合金因具有良好的热稳定性有望用于制造超超临界锅炉过热器等耐热设备,燃煤气氛下使用时易发生硫酸盐腐蚀。本工作系统分析了表面喷涂碱金属硫酸盐的多主元合金Co Cr Fe Ni Ti0.5在750℃耐高温腐蚀特性。结果表明:合金Co Cr Fe Ni Ti0.5的腐蚀动力学曲线遵循抛物线递增规律;腐蚀过程中有挥发性产物Na4(Cr O4)(SO4)、硫化物以及多种氧化物生成;腐蚀初期,氧化膜均匀致密,与基体结合紧密;延长腐蚀时间,氧化膜厚度增加,由致密变得疏松多孔,基体与氧化膜界面产生微孔隙,内氧化和内硫化发生。分析认为,合金Co Cr Fe Ni Ti0.5在750℃耐硫酸盐高温腐蚀特性归因于:保护性氧化膜的形成以及由低熔点共晶体诱发的Cr2O3在熔融态Na2SO4中的碱性熔融。     

CoCrFeNiTi_(0.5)高熵合金在熔融Na_2SO_4-25%NaCl中的腐蚀行为

研究Co Cr Fe Ni Ti0.5高熵合金在熔融Na2SO4-25%Na Cl(质量分数)中的腐蚀行为,应用TGA获得其在650和750℃空气中的腐蚀动力学曲线;采用XRD、SEM(EDS)和EPMA对腐蚀产物的截面形貌及元素分布进行分析。结果表明:喷涂Na2SO4-25%Na Cl的Co Cr Fe Ni Ti0.5高熵合金在650和750℃时的腐蚀动力学曲线相似,呈"指数"增长规律;腐蚀截面由含较多Ti O2、部分Cr2O3以及微量尖晶石结构氧化物构成的氧化层与含孔隙且贫Cr和Ti、富Fe、Ni和Co的腐蚀影响区两部分构成;延长腐蚀时间或提高腐蚀温度后,氧化层破裂,与基体的结合程度显著下降,发生严重剥离甚至脱落。分析认为:Co Cr Fe Ni Ti0.5高熵合金在Na2SO4-25%Na Cl中的高温腐蚀归因于氧化、硫化以及氯化的综合作用。     

Al和Co对K4169合金950℃高温氧化行为的影响

利用热重分析法、X射线衍射、扫描电镜和能谱分析研究了Al和Co含量对K4169高温合金950℃高温氧化行为的影响,结果表明:合金氧化动力学符合抛物线规律;添加Al和Co的合金氧化产物颗粒比原始成分合金的细小;Al含量的增加增强了合金的高温抗氧化能力,而Co含量的增加降低了合金的高温抗氧化性能。当Al含量为1.45 wt%、Co含量为0.3 wt%时,合金的高温抗氧化性能最好,而原始成分合金的高温抗氧化性能最差。不同Al、Co含量K4169合金氧化膜都分为3层:外层主要是疏松的Cr2O3和TiO2的混合层,还含有少量的NiO和NiCr2O4尖晶石相;中间层是Cr2O3保护层;内氧化物层是Al2O3。     

铝含量对超塑性锌铝合金腐蚀行为的影响

通过比较不同Al含量的超塑性Zn-Al合金在模拟酸雨溶液中的腐蚀行为,系统研究了超塑性Zn-Al合金在酸雨环境中的腐蚀机理。结果表明,Zn-Al合金在模拟酸雨溶液中发生的腐蚀行为与其显微组织有关。富Al相优先腐蚀,随着合金中Al含量的提高富Al相增多,合金的腐蚀速率反而下降。这是因为ZA4合金与ZA8合金晶界上分布有不连续的富Al相,腐蚀产物不致密,腐蚀坑逐渐向纵深方向发展,腐蚀速率相对较高。而ZA12合金与ZA16合金存在连续分布的富Al相,其表面形成致密的腐蚀产物膜,能有效阻碍反应的进行。     

Al和C0对K4169合金950℃高温氧化行为的影响

利用热重分析法、X射线衍射、扫描电镜和能谱分析研究了Al和Co含量对K4169高温合金950℃高温氧化行为的影响,结果表明:合金氧化动力学符合抛物线规律;添加Al和Co的合金氧化产物颗粒比原始成分合金的细小;Al含量的增加增强了合金的高温抗氧化能力,而Co含量的增加降低了合金的高温抗氧化性能.当Al含量为1.45 wt%、Co含量为0.3 wt%时,合金的高温抗氧化性能最好,而原始成分合金的高温抗氧化性能最差.不同Al、Co含量K4169合金氧化膜都分为3层:外层主要是疏松的Cr2O3和TiO2的混合层,还含有少量的NiO和NiCr2O4尖晶石相;中间层是Cr2O3保护层;内氧化物层是Al2O3.     

Si对AlCoCrFeNi高熵合金热腐蚀行为的影响研究

采用真空电弧熔炼法制备了AlCoCrFeNiSix（x=0, 0.2, 0.5, 0.8, 1.0）高熵合金,利用75% Na2SO4 + 25% NaCl（质量分数）热盐涂覆的方法,对比研究了Si的添加及其含量对等摩尔比AlCoCrFeNi高熵合金在950℃下热腐蚀行为的影响。结果表明：经100h热腐蚀后,由于发生Al的选择性氧化,合金表层相组成由BCC转变为FCC。适量Si的添加,会促使合金表面快速生成单一Al2O3膜,提高合金的热腐蚀抗力。但随着Si含量的增加,合金表面生成了由Al2O3和富Cr-Fe-Co-Si的尖晶石氧化物组成的混合氧化产物,且在氧化膜生长应力和腐蚀性介质（氧化-硫化-氯化）的协同作用下,组织疏松易脱落,合金发生严重的内氧化和内硫化。     

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。     

Si对Ni-Cr-Mo合金熔覆层高温耐腐蚀性能的影响

为研究Si含量对Ni-Cr-Mo系合金熔覆层耐高温腐蚀性能的影响，利用激光熔覆技术制备了4种不同Si含量的熔覆层。采用失重法测试了4种熔覆层在模拟垃圾发电腐蚀环境中多种温度下的耐腐蚀性能。通过对4种熔覆层在600及650℃下腐蚀产物的特性分析，发现Si的加入有助于腐蚀产物中富Cr氧化皮的稳定性。还可以通过“钉扎”作用提升富Cr氧化皮与基体的粘结性，从而有效提高熔覆层的耐腐蚀性能。但Si含量并非越多越好。当温度提升到600℃以上，含3%(质量分数，下同)Si的合金展现了最佳的耐腐蚀性能。这是由于含3%Si的合金腐蚀层中形成了一层保护性的SiO₂，有助于耐腐蚀性能的提升。而含1%Si的合金由于Si含量较低，含5%Si的合金由于Si的偏析严重，均未能形成有效的SiO₂保护层。     

高温含铅碱液中690TT合金氧化膜的耐蚀性能

利用静态高压釜,在330℃的10%NaOH+10 g/L PbO腐蚀介质中,对690TT合金进行5～60 d的浸泡实验,结果表明:690TT合金氧化膜由NiO、NiFe<,2>O<,4>和NiCr<,2>O<,4>构成.合金的氧化膜分层,靠近基体的腐蚀产物为混杂的富Cr和富Ni氧化物,是沿晶腐蚀和表面均匀腐蚀综合作用所致.中间层主要以NiCr<,2>O<,4>为主,外层是NiFe<,2>O<,4>以及NiO<,0>氧化膜同时具有n型和P型半导体特征,内层富Cr的氧化物为p型半导体,而外层富Fe的氧化物为n型半导体.     

3种700℃级超超临界燃煤锅炉备选高温合金煤灰腐蚀行为

研究了3种700℃超超临界燃煤锅炉备选高温合金Inconel 740,CCA 617,GH 2984在760℃现役机组煤灰腐蚀介质中的高温腐蚀行为。结果表明:镍基合金Inconel 740和CCA 617均能形成保护性的Cr2O3氧化膜,局部点蚀为其主要失效形式。点蚀区域氧化膜为多层结构,由外到内依次为Ni(Co)O、Cr2O3(TiO、Al2O3)以及少量内层硫化物;较高Cr、Al含量提高了Inconel 740合金的耐蚀性能;挥发性产物与氧化膜微区溶解降低了CCA 617合金氧化膜的致密性。GH 2984合金因含有较多的Fe未能形成保护性的氧化膜,氧化膜分层生长,且出现了严重的剥落现象。     

Cr对Fe-xCr-5Al合金抗KCl-ZnCl_2盐膜腐蚀的影响

研究了不同Cr含量的Fe-x Cr-5Al合金(x=10%,15%,20%,原子分数)在KCl-Zn Cl2盐膜下在600℃空气中的腐蚀行为。结果表明,与无盐膜条件下合金的氧化相比,3种材料在KCl-Zn Cl2盐膜下均发生了加速腐蚀,其表面氧化铬膜在氯化物盐中发生溶解,且合金中较高Cr含量并没有有效提高合金抗氯化腐蚀的能力。在氯化盐中合金发生快速腐蚀主要是由于氧化铬溶解生成了铬酸盐,使得合金表面形成疏松的富Fe氧化产物。基于热力学相图讨论了合金在氯化物盐中的腐蚀机制,并揭示了Cr的作用机制。     

FeCo基大块非晶合金盐雾与电化学腐蚀研究

通过电化学测试方法与中性盐雾腐蚀实验研究Fe24 xCo24-xCr15Mo14C15B6Y2 (X=0, 2, 4, 6, 17)块体非晶合金的耐蚀性。合金在1 mol/L HCl中出现了宽的钝化区,其EIS图谱均由单一容抗弧组成,显示出良好耐蚀性;结合极化曲线与交流阻抗结果分析可得合金耐蚀性随着Co含量的增加先增大后减小,当Co含量为20%时合金耐蚀性最好。利用能谱分析(EDS)与原子力显微镜(AFM)对合金的中性盐雾腐蚀结果进行分析,可知它们的腐蚀产物主要由铁和钴的氧化物以及它们的氯化物组成。同时FeCo基大块非晶合金腐蚀程度随着Co含量的变化而变化,其盐雾腐蚀耐蚀性规律与电化学腐蚀耐蚀性规律一致。     

FeCo基大块非晶合金的电化学与盐雾腐蚀研究

通过电化学测试与中性盐雾腐蚀研究了Fe_(24+x)Co_(24-x)Cr_(15)Mo_(14)C_(15)B_6Y_2(x=0,2,4,6,17)块体非晶合金的耐蚀性。合金在1 mol/L HCl中出现了宽的钝化区,其EIS图谱均由单一容抗弧组成,显示出良好耐蚀性;结合极化曲线与交流阻抗结果分析表明,合金耐蚀性随着Co含量的增加先增大后减小,当Co含量为20at%时(x=4)合金耐蚀性最好。利用能谱分析(EDS)与原子力显微镜(AFM)对合金的中性盐雾腐蚀结果进行分析表明,它们的腐蚀产物主要由铁和钴的氧化物以及它们的氯化物组成。同时FeCo基大块非晶合金腐蚀程度随着Co含量的变化而变化,其盐雾腐蚀耐蚀性规律与电化学腐蚀耐蚀性规律一致。     

一种定向凝固Co基合金的热腐蚀行为

利用箱式电阻炉、SEM等手段,研究了一种定向凝固Co基合金在不同介质中的热腐蚀行为及机理。研究结果表明:合金在Na2SO4中的热腐蚀最为严重,在75%Na2SO4+25%NaCl中的热腐蚀程度最轻。合金在Na2SO4中的热腐蚀过程中主要发生了酸性熔融反应,形成了Al2(SO4)3,Cr2Ni3,Cr4Ni15W和Al4CrNi15等腐蚀产物,而在NaCl中的热腐蚀主要发生了活性氧化反应,合金在75%Na2SO4+25%NaCl中热腐蚀时,部分酸性熔融反应和活性氧化反应受到抑制,主要形成了一系列的Ni-S化合物。     

含碲钴基高温合金熔盐腐蚀行为

非真空环境下烧结不同Te含量的钴基合金粉末,研究其在静态800±5℃,75%Na_2SO_4+25%NaCl下的高温熔盐腐蚀行为,采用OM、SEM和XRD分析了合金金相组织、腐蚀产物形貌和物相组成。结果表明:随着钴基合金中含Te质量分数的增加,合金的高温熔盐腐蚀速率逐渐降低;当Te含量为1.6%左右时,合金基体表面形成均匀、致密的Cr_2O_3氧化保护膜及弥散在基体中的新相(CoTeO_3、Fe_2TeO_5)抑制Co原子向晶界扩散,延缓合金基体元素溶解,平均腐蚀速率由不含Te的4.0483 mg/(cm~2·h)降低至0.216 mg/(cm~2·h),提高合金耐热腐蚀性能。     

含碲钴基高温合金熔盐腐蚀行为探讨

非真空环境下烧结不同Te含量的钴基合金粉末,研究其在静态800±5℃75%Na2SO4+25%NaCl下的高温熔盐腐蚀行为,采用OM、SED和 XRD衍射仪分析了合金金相组织、腐蚀产物形貌和物相组成。结果表明：随着钴基合金中含Te质量分数的增加,合金的高温熔盐腐蚀速率逐渐降低;当Te含量为1.6wt%左右时,合金基体表面形成均匀、致密的Cr2O3氧化保护膜及弥散在基体中的新相（CoTeO3、Fe2TeO5）抑制Co原子向晶界扩散,延缓合金基体元素溶解,平均腐蚀速率由不含Te的4.0483mg/(cm2*h)降低至0.216mg/(cm2*h) ,提高合金热腐蚀性能。     

镍基铸造高温合金K35的热腐蚀行为

研究了涂有7596Na2SO4＋25％NaCl盐膜的镍基铸造高温合金K35在800℃～900℃的热腐蚀行为．结果表明．该合金在实验条件下发生高温热腐蚀．在800℃，腐蚀动力学曲线大体遵循抛物线规律．腐蚀产物分为3个区域：即外层是以Cr2O3为主相对致密的具有保护性的氧化层，中间层是富Ti层，内层是以舢、Ti为主的氧化物．腐蚀形貌观察说明，热腐蚀的发展主要伴随着致密氧化层的增厚以及Cr2O3保护性氧化膜的挥发，且涂盐导致Cr2O3挥发温度降低．在800℃及850℃表面有少量硫化物形成，随腐蚀温度增高有内硫化物产生．腐蚀动力学和腐蚀形貌特点支持热腐蚀的硫化-碱融机理模型。     

Ni基合金在900 ℃75%Na2SO4+25%NaCl盐膜下的热腐蚀

研究了纯Ni、Ni-10Cr和Ni-10Cr-5Al合金在900 ℃空气中涂敷Na2SO4+25%NaCl盐膜时的热腐蚀行为。结果表明,Ni-10Cr合金的腐蚀动力学曲线近似服从抛物线规律,而纯Ni和Ni-10Cr-5Al合金的腐蚀动力学曲线分段服从抛物线规律。Ni-10Cr的腐蚀增重最小,抗热腐蚀性能最好,Ni-10Cr-5Al次之,纯Ni的腐蚀增重最大。Ni-10Cr-5Al合金热腐蚀24 h后氧化产物分为3层,外层氧化产物主要是NiO,中间层氧化产物为Cr2O3和Al2O3,最内层有少量Cr2S3和Al2S3。Ni-10Cr合金热腐蚀24 h后氧化膜分为3层,外层氧化产物是NiO,中间层是不连续的Cr2O3,内腐蚀区有少量Cr2S3。由于熔盐中NaCl的存在,Ni-10Cr-5Al和Ni-10Cr合金的腐蚀产物会变得疏松多孔。     

Ni基合金在900℃75%Na_2SO_4+25%NaCl盐膜下的热腐蚀（英文）

研究了纯Ni、Ni-10Cr和Ni-10Cr-5Al合金在900℃空气中涂敷Na2SO4+25%NaCl盐膜时的热腐蚀行为。结果表明,Ni-10Cr合金的腐蚀动力学曲线近似服从抛物线规律,而纯Ni和Ni-10Cr-5Al合金的腐蚀动力学曲线分段服从抛物线规律。Ni-10Cr的腐蚀增重最小,抗热腐蚀性能最好,Ni-10Cr-5Al次之,纯Ni的腐蚀增重最大。Ni-10Cr-5Al合金热腐蚀24 h后氧化产物分为3层,外层氧化产物主要是NiO,中间层氧化产物为Cr2O3和Al2O3,最内层有少量Cr2S3和Al2S3。Ni-10Cr合金热腐蚀24 h后氧化膜分为3层,外层氧化产物是NiO,中间层是不连续的Cr2O3,内腐蚀区有少量Cr2S3。由于熔盐中NaCl的存在,Ni-10Cr-5Al和Ni-10Cr合金的腐蚀产物会变得疏松多孔。     

Co对铸态TiAl-Nb合金组织和高温氧化性能的影响

采用非自耗电弧熔炼方法经多次重熔制备了Ti45Al-6Nb-xCo合金(x=0, 0.5, 1, 2和4 at.%),研究了不同Co含量合金的组织结构和高温抗氧化性能。结果表明,增加合金中的Co含量能够细化α₂+γ片层组织,促进合金中形成γ和B₂相,并抑制α₂相形成;合金中Co含量超过2 at.%会导致富Co相析出和组织粗化。1000℃空气中的恒温氧化结果表明,适量的Co合金化能够显著改善TiAl-Nb合金的高温抗氧化性能;Ti45Al-6Nb-1Co合金的氧化的抛物线速率常数约为1.36×10^_-2mg^₂/cm^₄h,较Ti45Al-Nb合金低约1个数量级;但Co含量超过2 at.%后,随Co含量增加,合金的氧化速率呈增加趋势。