HR3C钢在模拟燃用高硫煤锅炉环境中的高温烟气腐蚀行为

在模拟燃用贵州六枝高硫煤的650,700℃下烟气/煤灰腐蚀环境中,对超超临界机组锅炉用HR3C钢进行了600h的烟气腐蚀试验。通过腐蚀动力学曲线、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、拉曼光谱(Raman)等研究了HR3C钢的高温烟气腐蚀行为及腐蚀产物生成机理。结果表明:随着温度升高,HR3C钢腐蚀速率加快;650℃腐蚀以高温氧化为主,基体表面形成一层致密的保护性氧化膜,其主要成分是Cr2O3与Fe2O3的混合物;温度升高至700℃,腐蚀产物由单层结构转化为双层结构,外层富含Fe,内层富含Cr;HR3C钢在700℃发生一定程度的低温热腐蚀,但腐蚀速率低于国外报道结果,仍具有良好的抗烟气腐蚀能力。     

模拟燃用高硫煤锅炉烟气环境中Haynes 282合金的腐蚀行为

为了研究先进超超临界候选合金在燃用我国典型煤种的烟气/煤灰条件下的腐蚀行为和机理,本文以700℃先进超超临界机组锅炉关键部件候选材料镍基合金Haynes 282为研究对象,在模拟燃用国产高硫煤的650、700、750℃烟气/煤灰腐蚀环境中进行烟气腐蚀试验,通过腐蚀动力学曲线、X射线衍射、扫描电镜、X射线能谱研究了其高温烟气腐蚀行为及腐蚀产物生成机理。结果表明:在650℃时腐蚀速率最低,机理以高温氧化为主,腐蚀产物主要为Cr_2O_3;700、750℃时,合金均发生一定程度第二类硫酸盐型热腐蚀,腐蚀产物均呈内外双层结构,外层富O、Ni、Co,内层富O、Cr、S、Mo;700℃时腐蚀速率最快,低熔点共晶盐挥发程度加剧导致了750℃时腐蚀速率略有下降,650℃时腐蚀速率最低。     

P92耐热钢粉末包埋渗铝与化学气相渗铝涂层组织结构研究

对P92耐热钢在760 ℃下采用粉末包埋法和化学气相渗铝法进行渗铝实验,研究了渗铝涂层的组织结构和沉积特性。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）以及能谱（EDS）等方法分析表征了渗铝涂层结构、成分及物相组成,对渗铝涂层沉积过程中的原子扩散机理进行了对比分析。结果表明:2种渗铝方式在760 ℃低温下均可在P92耐热钢表面形成铝化物涂层;粉末包埋渗铝涂层为3层结构,厚度约19 μm,与基体结合良好,由外向内主要物相为Fe2Al5→FeAl→Fe3Al,整体涂层铝质量分数约26.50%;化学气相渗铝涂层为单层结构,涂层内部出现铝原子富集,厚度约12 μm,主要物相为Fe3Al和富铝化合物,整体涂层铝质量分数约9.50%。     

高速电弧喷涂Fe—Al／Cr3C2RE复合涂层抗高温腐蚀性能探讨

使用Fe—Al／Cr3C2RE粉芯喷涂丝材,结合高速电弧喷涂技术（HVAS）在20钢上制备Fe～Al／Cr3C2RE复合涂层,同时以Fe—Al／Cr3C2涂层为比较。通过对涂层进行650℃下涂盐热腐蚀试验,借助扫描电镜观测腐蚀前后涂层表面形貌,利用XRD确定涂层的相组成,对腐蚀后涂层截面进行EDS分析。结果表明：Fe～Al／Cr3C2RE复合涂层在650℃时的涂盐抗热腐蚀性能明显优于基体20钢及同类型的复合涂层。Cr元素及稀土氧化物是Fe—Al／Cr3C2RE复合涂层性能优异的主要原因。     

A-USC锅炉关键部件四种候选镍基合金烟气腐蚀行为研究

以700℃先进超超临界(A-USC)锅炉关键部件候选的4种镍基合金Inconel 740H、Nimonic 263、Alloy 617B、Haynes282为研究对象,在模拟燃用国产高硫煤的750℃烟气/煤灰腐蚀环境中,对4种合金进行了2 000h高温烟气腐蚀试验。结果表明:4种合金耐蚀性由高到低依次为Inconel 740H、Nimonic 263、Alloy 617B、Haynes 282。较高Cr、Al、Ti含量使得Inconel 740H具有最优耐蚀性。较高Mo含量使得Alloy 617B和Haynes 282腐蚀过程中生成大量挥发性腐蚀产物,导致这2种合金耐蚀性较差,而Haynes 282合金Cr含量相对较低,故其耐蚀性最差,并且讨论了相关腐蚀机理。     

Super 304H钢在模拟烟气腐蚀环境中持久性能与组织演变研究

奥氏体钢在锅炉关键部位服役过程中面临烟气/煤灰腐蚀+应力协同作用的挑战，存在一定的安全隐患。在静态空气及烟气/煤灰腐蚀环境下，通过模拟实验台对Super 304H钢进行温度为650℃、应力为200～300 MPa的持久实验，研究腐蚀环境对其持久性能及组织演变的影响。结果表明：相较于空气环境，腐蚀条件下Super 304H钢持久寿命下降幅度可达83%，且随着持久应力的降低合金寿命下降更明显；烟气/煤灰腐蚀导致合金表面连续的腐蚀产物出现开裂、剥落，基体发生内硫化，在拉应力的共同作用下试样内部出现沿晶开裂等蠕变损伤；基体表面由于合金元素的损失，在高温下发生再结晶，并在实验结束后发生马氏体转变，腐蚀-应力环境中合金表面腐蚀产物的开裂、剥落，内硫化物的形成，表层再结晶细晶区的增厚和晶界损伤的加剧共同促进了Super 304H钢的持久断裂。烟气/煤灰腐蚀环境通过影响Super 304H钢腐蚀过程，恶化合金基体组织影响其持久性能。     

淬火温度对Fe-6.5wt%Si粉末组织结构与磁性能的影响

采用气雾化法制备了Fe-6.5wt%Si合金粉末,利用扫描电镜、X射线衍射仪和振动样品磁强计等分析检测手段研究了淬火温度对其显微结构及磁性能的影响。结果表明,经400~800℃淬火的Fe-6.5wt%Si粉末中只观察到单一的α-Fe(Si)相,即A2无序相结构。粉末晶格常数随淬火温度的变化可能与有序相转变和亚稳相的析出有关。粉末的矫顽力随淬火温度的升高先增后减再增高,分别在500℃和700℃淬火时达到最大值和最小值,其原因可能分别与DO3和B2有序相的生成有关。粉末的比饱和磁极化强度则随淬火温度的升高先减后增再减小,在600℃淬火时最低,在400℃和700℃时其值较高,这主要归因于合金有序度的变化。气雾化制备的Fe-6.5wt%Si粉末在700℃淬火时的综合磁性能较优。     

时效温度和合金成分对Ni-Cr-Fe合金恒温时效过程中有序化转变的影响

研究了Ni-Cr-Fe合金分别在360 ℃、400℃和500℃下时效过程中长程有序化转变的行为.结果表明:增加时效温度会缩短有序化转变孕育期,并增加有序化转变速率;Ni和Cr的原子数比为2∶1时会促进Ni-Cr合金的有序化转变;在Ni-Cr-Fe合金中,相对于Ni-Cr合金,Fe原子数分数为1％时会降低有序化转变速率,...     

电站锅炉受热面管耐腐蚀涂层性能的试验研究

针对目前电站锅炉“四管”爆漏严重的问题,研究了4种合金的热喷涂涂层在20G钢650℃表面涂盐情况下的腐蚀动力学规律,并对腐蚀后的涂层表面进行了分析。试验结果表明,各涂层表面均生成各种Cr的化合物,形成致密保护膜,提高了基体的抗热腐蚀性能,其中以亚音速火焰喷涂金属陶瓷复合粉末NiCr／Cr3C2抗蚀性能最为优越。     

喷丸与沉积稀土薄膜对TP304H钢在SO2-O2气氛中高温腐蚀的影响

采用喷丸与电泳沉积稀土薄膜复合处理工艺对TP304H钢表面进行处理，在管式高温腐蚀试验装置中，以650℃通入1％SO2 14％O2 85％Ar混合气体腐蚀150h评价其抗腐蚀性能。结果表明，虽然单一沉积稀土氧化物薄膜和喷丸均能不同程度地提高抗腐蚀性能，但以复合处理效果最好。该处理方法可使试验周期内腐蚀增重量减少近50％，生成的腐蚀产物膜连续致密。X-ray衍射分析证明复合处理改变了腐蚀产物的物相构成，主要相成分由未处理样品的Fe2O3／Fe1-xS／Ni1-xS转变为Cr2O3／FeCr2S4／Ni3-xS2。最后讨论了喷丸与电泳沉积稀土薄膜复合处理提高抗腐蚀性能的机理，认为复合处理效果在于喷丸处理有效促进表层附近区域合金元素Cr向表层富集，稀土氧化物则促进了Cr的选择性氧化。     

引燃温度对溶胶-凝胶自燃合成的Ni0.35Zn0.65Fe2O4性能的影响

采用溶胶-凝胶自燃法制备Ni0.35Zn0.65Fe2O4粉末,研究引燃温度对燃烧产物性能的影响.用X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对粉末的物相和磁性能进行了表征.结果表明,凝胶自燃后的粉体具有单一的尖晶石型NiZn铁氧体相,粉末颗粒尺寸约20nm,样品的比饱和磁化强度随自燃温度的升高而提高.引燃温度为...     

铌添加对（Nd0.4Pr0．6）9Fe76B15熔淬非晶合金晶化行为及矫顽力的影响

用熔淬法制备了(Nd0.4Pr0.6)9Fe76-xNbxB15(x=0,2,3,4)非晶合金薄带,然后在600～740℃进行退火晶化.用X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)研究了添加Nb对快淬(Nd0.4Pr0.6)9Fe76B15非晶合金晶化行为和矫顽力的影响,发现Nb的添加改变了(Nd0.4Pr0.6)9Fe76B15的晶化行为,并且极大地提高了合金的矫顽力.未添加Nb的(Nd0.4Pr0.6)9Fe76B15非晶合金晶化时,首先转变成(Nd,Pr)2Fe23B3亚稳相,在退火温度为640℃时,亚稳相开始分解为(Nd,Pr)2Fe14B和α-Fe两相组织,随着退火温度的进一步升高,合金中的(Nd,Pr)2Fe14B相开始减少,而室温非磁性相(Nd,Pr)1.1Fe4B4逐渐增多.添加Nb的(Nd0.4Pr0.6)9Fe72Nb4B15非晶合金晶化时,先从非晶基体中析出α-Fe相,随着温度的升高,剩余的非晶相继续晶化形成(Nd,Pr)2Fe14B和Fe3B相.这说明添加Nb可以避免亚稳相的形成,促进(Nd,Pr)2Fe14B硬磁相的生成,同时细化了晶粒,改善了材料的磁性能,使合金矫顽力从未添加Nb的397.3 kA/m提高到了添加4at% Nb时的1091.2 kA/m.     

热等静压对Inconel 690合金堆焊层组织和性能的影响

利用TIG堆焊工艺在347不锈钢基体上堆焊Inconel 690合金,并取部分试件在压强150MPa,温度为1120℃的热等静压(HIP)条件下保温2h后随炉冷却。借助于金相显微镜、带能谱的扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、极化曲线分析了HIP前后Inconel 690合金堆焊层的组织、显微硬度及在3.5%NaCl溶液中的电化学行为。结果表明:HIP前堆焊层组织主要为树枝晶γ-Ni(Cr,Fe)固溶体组成,同时还有少量的富Nb相在枝晶间形成偏析;HIP后堆焊层内部的枝晶组织均转变为致密均匀的奥氏体晶粒,堆焊层内部组织为包含少量的Cr2Ni3相的γ-Ni(Cr,Fe)固溶体,晶界处分布有大量的Cr23C6相和少量富Nb相。堆焊层的显微硬度可达240~245HV,明显高于基体硬度(185~190HV),起到了显著的硬化效果;但经HIP后堆焊层及基体的显微硬度均有明显的下降。在3.5%的NaCl介质溶液中,HIP后的堆焊层阻抗模值变小,说明堆焊层经HIP处理后耐蚀性变差。     

700℃超超临界机组锅炉用617B合金的烟气腐蚀行为研究

使用自制的烟气腐蚀试验装置,在模拟燃用贵州六枝烟煤的烟气/煤灰环境中,研究700℃时617B合金的腐蚀行为。通过光学显微镜、扫描电镜、X射线能谱和X射线衍射,对617B合金的腐蚀层形貌、成分和物相组成进行分析。结果表明:试验前120h,617B合金表面生成了具有保护作用的Cr2O3保护膜,腐蚀速率低;之后,腐蚀速率增大,腐蚀层物相主要为NiCr2O4和少量的CoCr2O4。     

Fe-21Cr合金Cu1.2Mn1.8O4涂层的组织结构与高温性能

采用浆料涂覆加氧化的方法在Fe-21Cr合金上制备了Cu1.2Mn1.8O4尖晶石涂层.采用XRD、SEM、EDS等分析测试手段.对尖晶石涂层试样在氧化过程中物相、形貌以及成分的变化进行了表征.研究结果表明,在750℃空气中氧化800 h后尖晶石涂层试样涂层底部氧化过程中有(Cr,Fe)2O3氧化层生成.(Cu,Mn)3O4尖晶石涂层不但能有效地阻碍基体中Cr的向外扩散.并且能显著降低长期氧化过程中ASR的增长速率.750℃空气中((Cu,Mn)3O4尖晶石涂层将Fe-21 Cr合金ASR抛物线速率常数从8.28×10-2 mΩ2·cm4.h-1降至1.87×10-2 mΩQ2·cm4·h-1.     

模拟垃圾流化床气化特性的实验研究

利用自行设计建造的处理量为2.5 t/d大型流化床气化实验平台,在反应温度为550~750 ℃、空气系数0.4的工况下,对模拟垃圾(municipal solid waste,MSW)进行了气化试验研究,讨论反应产物特性随反应温度的变化规律。结果表明,对于模拟垃圾,在反应温度为650 ℃,空气系数0.4时能自稳定反应,气化气的可燃成分随温度上升而升高, 750 ℃ 时气化气的热值达6.9 MJ/m3,能量转化率63.5%;含碳飞灰的产率占反应物料的10%左右,在1 200 ℃即可以达到完全熔融,其自身热值15~29 MJ/kg。可凝物的产率占到了反应物料的30%~50%,可凝物中水分含量65%~93.5%。     

HDDR处理过程中NdFeB粉末的相分解显微组织及磁各向异性

利用装有场发射电子枪的高分辨扫描电子显微镜（FE－SEM）和透射电子显微镜（TEM），研究了Nd12.6Fe余Co17.4B7.0Zr0.1Ga0.3合金在HDDR处理过程中氢化相变分解后的混合显微组织，发现其显微组织是一种α－（Fe,Co)载体上分布着纤维状的NdH2和球状的NdH2相构成的组织，纤维状NdH2相的体积百分比和α－（Fe,Co)的尺寸随（HD）处理温度的提高而增加，同时当氢化相变分解（HD）温度升高时，（Fe,Co)2B相消失转而形成新相（TE相），在HDDR处理过程中氢化相变分解后添加一段Ar气氛下的等温处理（IA处理可使HDDR粉末的磁各向异性得到改善，其显微组织中纤维状NdH2相的体结构中α－（Fe,Co)晶粒尺寸增加，伴随着（Fe,Co)2B消失。这些现象表明氢化相变分解后组织结构中α－（Fe,Co)晶粒尺寸的增大有利于HDDR粉末各向异性的提高。     

换热器用Cu-3Ag-0.5Zr合金板的研制

采用真空感应熔炼+热处理+冷轧的工艺,制备了Cu-3Ag-0.5Zr合金板材.分析了该合金的成分、物相、熔化温度范围和微观组织,并研究了温度对其力学性能和导热性的影响.结果表明,Cu-3Ag-0.5Zr合金板材的成分合格、组织均匀,以置换型固溶体相为主,有少量CuZr相,熔化温度在1042.23℃～1078.86℃之间;随着温度的升高,Cu-3Ag-0.5Zr合金板材的屈服强度和抗拉强度逐渐降低,导热性有小幅度增强.     

(SmCO_7)_(100-x)(Cr_3C_2)_x(x=O～7)熔淬薄带的结构与磁性能

采用熔淬法制备(SmCo7)100-x(Cr3C2)x(x=0～7)合金薄带。研究了Cr3C2添加量对合金相结构、微观组织和磁性能的影响。结果表明,淬速为20m/s时,(SmCo7)100-x(Cr3C2)x熔淬带的矫顽力随Cr3C2含量的增加而增大;剩磁先随x的增大而增高,在x=2时达最大值,然后随x的进一步增大而急剧降低。当熔淬速为20m/s时,(SmCo7)100-x(Cr3C2)x形成了1:7主相结构,同时还有少量的2:17H相和2:17R相。随Cr3C2含量的增加,2:17H相逐渐转变为2:17R相和2:7相。在高Cr3C2含量的合金中出现了含有Cr、Co、C的非磁性晶间相,该相通过抑制主相晶粒的长大及对畴壁的钉扎来提高材料的矫顽力。(SmCo7)93(Cr3C2)7合金在淬速40m/s时形成了非晶结构。该非晶合金在650℃保温6min后获得了远高于相同成分淬态合金的磁性能,Hci=635.4kA/m,Br=0.58T。     

(SmCo_7)_(100-x)(Cr_3C_2)_x(x=0～7)熔淬薄带的结构与磁性能

采用熔淬法制备(SmCo7)100-x(Cr3C2)x(x=0～7)合金薄带。研究了Cr3C2添加量对合金相结构、微观组织和磁性能的影响。结果表明,淬速为20m/s时,(SmCo7)100-x(Cr3C2)x熔淬带的矫顽力随Cr3C2含量的增加而增大;剩磁先随x的增大而增高,在x=2时达最大值,然后随x的进一步增大而急剧降低。当熔淬速为20m/s时,(SmCo7)100-x(Cr3C2)x形成了1:7主相结构,同时还有少量的2:17H相和2:17R相。随Cr3C2含量的增加,2:17H相逐渐转变为2:17R相和2:7相。在高Cr3C2含量的合金中出现了含有Cr、Co、C的非磁性晶间相,该相通过抑制主相晶粒的长大及对畴壁的钉扎来提高材料的矫顽力。(SmCo7)93(Cr3C2)7合金在淬速40m/s时形成了非晶结构。该非晶合金在650℃保温6min后获得了远高于相同成分淬态合金的磁性能,Hci=635.4kA/m,Br=0.58T。