GH4033和GH4169合金在520℃熔融NaCl-52 mass% MgCl_2中的腐蚀机理

选用两种常见的Ni基高温合金GH4033和GH4169,通过520℃熔融Na Cl-52 mass% MgCl_2完全浸没试样腐蚀实验,测量了160 h内试样在高温熔盐中的腐蚀行为。借助SEM、XRD等方法对腐蚀20 h和160 h试样的表面、横截面形貌及成分进行了表征。结果表明,两种试样的腐蚀动力学曲线均满足分段线性规律。腐蚀20 h后,两种试样表面均疏松多孔,且GH4169出现富含Mg和O的壳层结构。横截面形貌及成分分析表明GH4033和GH4169横截面上腐蚀层深度约为30μm和50μm。两种试样的腐蚀机理分别为Cr、Ni的流失和Fe、Cr的流失。     

Corrosion Behavior of Cr, Fe and Ni Based Superalloy in Molten NaCl

熔融NaCl作为相变储热介质对容器材料具有强烈腐蚀性。通过对Cr基、Ni基和Fe基合金在850℃熔融NaCl中192 h的腐蚀实验,绘制了其腐蚀动力学曲线;利用SEM、EPMA、EDS、XRD等方法分析了腐蚀后试样横截面特征、元素分布特点及试样表面的腐蚀产物,讨论了腐蚀行为。结果表明:3种合金均满足线性腐蚀规律;Cr元素与熔融NaCl等物质反应,是导致这3种合金质量损失率增大的主要原因。Cr基合金耐蚀性最差,明显表现出晶界腐蚀特征,并且晶界为熔融NaCl渗入合金基体提供通道,促进了反应进程。Ni基合金和Fe基合金试样表面均形成了较厚的腐蚀层,为Cr2O3提供附着基体,降低了Cr元素扩散驱动力,提高了合金耐蚀性。另外,Fe基合金表面形成了尖晶石结构的腐蚀产物,进一步抑制了腐蚀过程,其耐蚀性最好。     

铁铬镍基高温合金耐熔融NaCl腐蚀性研究(英文)

熔融NaCl作为相变储热介质对容器材料具有强烈腐蚀性。通过对Cr基、Ni基和Fe基合金在850℃熔融NaCl中192 h的腐蚀实验,绘制了其腐蚀动力学曲线;利用SEM、EPMA、EDS、XRD等方法分析了腐蚀后试样横截面特征、元素分布特点及试样表面的腐蚀产物,讨论了腐蚀行为。结果表明:3种合金均满足线性腐蚀规律;Cr元素与熔融NaCl等物质反应,是导致这3种合金质量损失率增大的主要原因。Cr基合金耐蚀性最差,明显表现出晶界腐蚀特征,并且晶界为熔融NaCl渗入合金基体提供通道,促进了反应进程。Ni基合金和Fe基合金试样表面均形成了较厚的腐蚀层,为Cr2O3提供附着基体,降低了Cr元素扩散驱动力,提高了合金耐蚀性。另外,Fe基合金表面形成了尖晶石结构的腐蚀产物,进一步抑制了腐蚀过程,其耐蚀性最好。     

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（英文）

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-MgCl_2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(Fe~(2+))和铁离子(Fe~(3+)),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。     

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。     

典型金属材料在硝酸熔盐环境中的腐蚀行为研究

通过熔盐浸泡实验研究了Q235碳钢、2.25Cr1Mo低合金钢、P91中合金钢、304和316不锈钢及Inconel617镍基合金在400℃硝酸熔盐(60%NaNO3+40%KNO3)中的静态腐蚀行为。通过测量试样腐蚀不同时间后的质量变化,得到了上述材料在高温熔盐环境中的腐蚀动力学曲线;利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和能谱分析仪(EDS)对该材料在熔盐腐蚀过程中的腐蚀产物形貌、相结构和元素分布进行测试。结果表明,Q235碳钢的抗熔盐腐蚀能力极差,而Inconel 617镍基合金具有极强的抗熔盐腐蚀能力;同时,不同的腐蚀动力学曲线主要是由于材料表面氧化层结构不同;Q235钢表面氧化层主要由Fe2O3组成,不具有保护性;而含Cr合金材料表面会形成含有Cr的氧化物,具有较好的保护性;Inconel 617镍基合金由于表面形成了致密的Cr2O3和Ni O薄膜,所以具有极强的抗腐蚀能力。     

纯Ni和Ni基合金在ZnCl2—KCl盐膜下的腐蚀

考察了表面涂有ZnCl2-KCl盐膜的纯Ni和M38G,GH864两种Ni基合金在450℃纯氧气氛中的耐蚀性。结果表明：3种材料均发生了加速性腐蚀,形成的表面产物膜十分疏松并与基体的粘附性较差;合金中较高的Cr含量并没有提供良好的保护性,其腐蚀速度高于纯Ni。分析了NiO与Cr2O3氧化膜在该环境中具有不同热力学稳定性的原因,并讨论了材料的加速腐蚀机理。     

耐热钢表面激光熔覆Co基合金涂层的高温性能

采用高功率CO2激光器在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面激光熔覆Co基合金,研究了改性层的组织及在75%Na2SO4+25%NaCl混合盐中的热腐蚀性能.结果表明,Co基合金激光改性层组织细密,其中的Co、Cr元素在涂盐热腐蚀条件下促进了保护性氧化膜CoO、CoO•Cr2O3的形成,显著改善了1Cr18Ni9Ti不锈钢的高温热腐蚀性能.     

GH3625合金在SO_2酸性环境下的高温腐蚀行为（英文）

研究了GH3625合金在900℃的SO_2酸性环境下的腐蚀行为。通过扫描电子显微镜(SEM),能量色散谱(EDS)和X射线衍射(XRD)研究了腐蚀后试样的表面形态和腐蚀产物。通过SEM,EDS和电子探针微区分析仪(EPMA)检查横截面形态,以观察样品内部的腐蚀。结果表明:GH3625合金在酸性气氛下的腐蚀速率随SO_2浓度的增加而轻微增加。合金表面形成了一层主要是Cr2O3的致密氧化膜,该氧化层可以有效阻止SO_2扩散到合金基体内部。另外,基体内部的铬能够以Cr S的形式与硫元素结合,减缓腐蚀。GH3625合金在高温SO_2环境中具有优异的耐腐蚀性。     

Ni-xCr-6.8Al基合金热腐蚀行为

研究铸态和预氧化态Ni-xCr-6.8Al基合金在Na2SO4＋25%NaCl混合盐中873K时的热腐蚀行为。结果表明：NixCr6.8Al基合金的质量损失随着Cr元素含量的增加而减少,预氧化可以明显改善材料的抗热腐蚀性能,并且与Cr含量无关。Ni12Cr6.8Al基和Ni16Cr6.8Al基合金的热腐蚀动力学遵循抛物线规律,Ni-20Cr-6.8Al基合金遵循指数规律,所有的预氧化试样的热腐蚀动力学都符合对数规律。铸态合金热腐蚀的机理可以用酸碱熔融模型解释,而预氧化合金的热腐蚀机理在很大程度上由预氧化过程中形成的氧化层的性质决定。     

含钛镍基合金在850℃和950℃的热腐蚀行为

研制了一种含钛镍基合金,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)等手段研究了其在850℃和950℃熔融硫酸盐中的热腐蚀行为。结果表明,热腐蚀期间,合金发生了氧化、硫化现象,合金表面腐蚀产物层可分为3层,外氧化层以Al2O3、Cr2O3和Cr2O4相为主,中间层为Al2O3相,内层为CrS和Ti2S硫化物层;随腐蚀温度提高合金表面腐蚀层的厚度增加,合金内氧化物区域和内硫化物区域加深。     

028镍基合金在超高温含CO2环境中的耐腐蚀性能

采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)等对028镍基合金的腐蚀产物膜进行了分析,采用电化学测试研究了028镍基合金在模拟油田地层水介质中的腐蚀行为和耐蚀机理。结果表明:028镍基合金在超高温高压含CO_2的地层水环境中的腐蚀比较轻微,试样表面未见明显的局部腐蚀迹象。腐蚀后试样表面钝化膜主要是Fe和Ni的氧化物、Cr的氢氧化物和氧化物构成,产物膜的双极性自修复能力有效地阻碍了阴阳离子穿透腐蚀产物膜到达金属表面,降低膜与金属界面处的离子浓度,减缓了腐蚀进程。随温度升高,CO_2分压增大,028镍基合金的腐蚀电位降低和自腐蚀电流密度升高,腐蚀驱动力增强,钝化膜的保护作用减弱,极化电阻减小,腐蚀速率增大。     

Al液对TiAl合金表面渗氮层腐蚀机理研究

对TiAl基合金高温渗氮层的微观组织、显微硬度、腐蚀层进行了研究.结果表明:经高温渗氮处理后,渗氮层显微硬度明显提高,TiAl基合金的渗氮层结构由氮化物层与过渡层组成,通过对铝液腐蚀TiAl基合金渗氮处理试样表面微观结构分析,渗氮处理有利于提高TiAl基合金表面的耐蚀性能,并分析了腐蚀机理.     

GH3625合金在SO2酸性环境下的高温腐蚀行为

这项工作研究了GH3625合金在900 ℃的SO2酸性环境下的腐蚀行为。通过扫描电子显微镜（SEM）,能量色散谱（EDS）和X射线衍射（XRD）研究了腐蚀后试样的表面形态和腐蚀产物。通过SEM,EDS和电子探针微量分析仪（EPMA）检查横截面形态,以观察样品内部的腐蚀。研究结果表明：GH3625合金在酸性气氛下的腐蚀速率随SO2含量的增加而轻微增加。合金表面形成了一层主要是Cr2O3的致密氧化膜,这层氧化层可以有效阻止SO2扩散到合金基体内部。另外,基体内部的铬能够以CrS的形式与硫元素结合,减缓腐蚀。GH3625合金在高温SO2环境中具有优异的耐腐蚀性。     

含硫气氛中镍基合金上渗铝层的退化

研究了纯Ni,Ni-20％Cr和K3合金上渗铝层在含硫气氛中的退化机理。采用燃烧装置热腐蚀实验和改进的坩埚法实验。实验温度为900℃。同时,还进行了同样温度下的氧化实验。对热腐蚀试样和氧化试样分别进行了表面形貌观察。X射线衍射分析和电子探针成份分析。结果表明,在燃烧装置热腐蚀实验中,试样表面首先出现须状氧化铝,然后成为热腐蚀小孔的诱发点。随着小孔尺寸和数量的增加,渗层整体出现局部的剥落和破坏。在改进的坩埚法实验中,试样首先出现氧化物保护膜的大量剥落,使渗层表面出现铝的贫化,继尔β-NiAl相蜕变为γ′-Ni_3Al相,最终导致渗层局部点蚀剥落和破坏。 实验结果还表明,基体中的Cr可以提高渗铝层的抗热腐蚀性能。但在改进的坩埚法实验中。由于气氛中存在高浓度的NaCl,从而严重削弱了Cr的有益作用。     

Cr3C2-NiCr涂层的高温抗氧化和热耐腐蚀性

采用大气等离子喷涂技术制备Cr3C2-NiCr复合涂层,并对制备的Cr3C2-NiCr涂层试样进行800 ℃×100 h氧化和熔盐（Na2SO4+25 wt%NaCl）热腐蚀试验。利用X射线衍射仪（XRD）和带能谱的扫描电镜(SEM/EDX)分析氧化、腐蚀涂层表面和截面的成分及结构变化,探讨其高温氧化、腐蚀机理。结果表明：等离子喷涂Cr3C2-NiCr涂层具有层状组织结构,喷涂过程中无明显相分解或氧化。高温氧化后的Cr3C2-NiCr涂层表面及层片界面形成了连续、致密的Cr2O3保护膜,涂层表现出优异的抗高温氧化性能。在热腐蚀过程中,腐蚀盐破坏了涂层表面及层片界面形成的氧化膜,腐蚀性元素沿着涂层中的孔洞及层片界面扩散到涂层内部,涂层发生“活化氧化”,耐腐蚀性较差。     

均匀化工艺对GH5188合金组织及力学性能的影响

利用JMatPro软件、金相显微镜、扫描电镜、能谱分析以及高温拉伸、高温压缩试验等方法,分析GH5188合金铸锭的溶质元素偏析规律、均匀化热处理过程的微观组织演变规律及均匀化过程对GH5188合金力学性能的影响。研究表明,GH5188合金的主要析出相为M₆C和M₂₃C₆,合金中的主要正偏析元素为W和Cr,负偏析元素为Ni和Co。采取1200℃×72 h的均匀化工艺,可以有效消除原始铸态块状析出相,消除W、Cr、Ni、Co等元素偏析,达到最合适的均匀效果。均匀化热处理后,GH5188合金的力学性能得到了提升,在1180℃拉伸、压缩条件下,抗拉强度达到158 MPa,变形抗力为244.29 MPa。     

WC/Co合金的盐雾腐蚀行为

研究了WC/Co合金在5%中性盐雾试验中的腐蚀行为,通过SEM、EDS和电化学工作站等手段对腐蚀后表面形貌、化学元素面扫描、电化学性能进行了分析,探讨了WC/Co合金的盐雾腐蚀机理。结果表明,经过192 h的交替中性盐雾试验后,WC/Co合金的表面微观形貌变化不显著,在表面局部区域存在Co和O元素的富集,这是WC/Co合金的钴出现轻微氧化,并由盐雾雾滴聚拢富集的结果。对A和B两个WC/Co合金试样进行了电化学分析,试样B具有更高的自腐蚀电位,其中添加的镍和铬元素改善了WC/Co合金的耐腐蚀性。     

盐雾环境下X70管线钢等离子喷涂铝涂层的腐蚀行为

目的研究X70管线钢的防腐工艺,以延长其使用寿命。方法采用等离子喷涂方法在X70管线钢基体表面制备铝涂层,通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对涂层表面、界面质量和微观形貌进行分析。利用盐雾腐蚀试验,对比分析涂层对基体的保护作用机制。结果涂层为富铝层,主要以富铝脆性物相存在,并受环境空气的影响,涂层出现孔洞、裂纹和未熔颗粒等缺陷。涂层表面因铝粉颗粒尺寸差异,颗粒间熔融状态不同,导致表面铝元素呈波浪式分布。涂层界面结合处,铁、铝元素相互渗透,形成Fe-Al冶金结合,增加了涂层结合强度。热处理后,未熔颗粒及部分金属氧化物熔化并填充涂层缺陷,减小了表面粗糙度和孔洞率,提高了涂层质量。盐雾腐蚀16h后,未喷涂涂层试样表面出现了严重的点蚀现象,影响了管线钢的使用寿命。喷涂铝涂层试样在盐雾腐蚀试验120h后,表面出现了轻微腐蚀现象。结论涂层表面形成了致密氧化膜,避免了腐蚀介质和基体直接接触,提高了X70管线钢的耐腐蚀性。     

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。