20钢在450℃ ZnCI2及ZnCI2＋KCI混合盐膜下的腐蚀

利用热重试验研究了表面沉积有ZnCI2和ZnCI2 KCI盐膜的20钢在450℃流动氧气中的腐蚀行为。20钢在单纯氧气中具有很低的氧化增重,涂盐条件下加速腐蚀,氧化层明显变厚,而ZnCI2 KCI比在单一ZnCI2盐膜下腐蚀更为严重,在氧化膜／合金界面均检测到金属氯化物,在基体局部区域还出现球状的含氯腐蚀产物,讨论了合金在盐膜下的加速腐蚀机理。     

20钢在450℃ZnCl2及ZnCl2+KCl混合盐膜下的腐蚀

利用热重试验研究了表面沉积有ZnCl12和ZnCl2+KCl盐膜的20钢在450℃流动氧气中的腐蚀行为。20钢在单纯氧气中具有很低的氧化增重,涂盐条件下加速腐蚀,氧化层明显变厚,而ZnCl2+KCl比在单一ZnCl2盐膜下腐蚀更为严重,在氧化膜／合金界面均检测到金属氯化物,在基体局部区域还出现球状的含氯腐蚀产物,讨论了合金在盐膜下的加速腐蚀机理。     

NiCr合金在KCl-ZnCl2盐膜下含氯氧化性气氛中的腐蚀

研究了纯Ni、纯Cr以及3种不同Cr含量的NiCr合金在600℃KCl-ZnCl2盐膜下含氯氧化性气氛中的腐蚀行为.结果表明,5种材料均发生了严重的加速腐蚀.在材料表面形成了多孔的氧化膜,并发生了开裂,在氧化膜与基体金属的界面处有金属氯化物生成.NiCr合金的腐蚀增质比纯Ni和纯Cr的小.Ni50Cr和纯Cr有较高的腐蚀速度,前者与其具有的双相组织有关,后者是其氧化膜易脱落所致.材料的加速腐蚀机制是氯化物蒸汽的气相输运加速了金属离子向外扩散速度的‘活化氧化'.     

铬钢在高温还原性含氯气氛中的腐蚀行为

采用热重法并配以SEM／EDX、XRD研究了NF616钢在500—600℃下，含氯还原性气氛中的腐蚀行为。结果表明，材料在两种温度下均发生了腐蚀，在600℃时发生了铬的内氧化并且在外氧化膜／基体界面检测到了氯的存在。合金腐蚀动力学从500℃时的近似抛物线向600℃时的直线转变与氯化物在该温度下的蒸汽压有关。此外讨论了材料发生加速腐蚀的机制。     

涂覆Na_2SO_4-25%NaCl盐膜的Super304H的热腐蚀行为

应用增重分析法研究涂有Na_2SO_4-25%NaCl盐膜的Super304H在650,750℃空气中的腐蚀动力学曲线,采用XRD,SEM(EDS)和EPMA对腐蚀产物、腐蚀截面形貌和元素分布进行分析。结果表明:涂覆Na_2SO_4-25%NaCl盐膜的合金在650,750℃的腐蚀动力学曲线均呈"抛物线"趋势;合金表面形成了含CuFe_2O_4的富Fe氧化物(外层)与富Cr_2O_3(内层)组成的双层氧化膜以及含有孔隙的贫Cr、富Ni的腐蚀影响区;提高腐蚀温度或延长腐蚀时间均可以导致氧化膜与基体分离甚至剥落,腐蚀影响区孔隙密度增大,裂纹向基体延伸。分析认为:腐蚀初期合金发生选择性氧化,形成多层氧化膜;复合盐的熔融破坏氧化膜的完整性,加速氧化、氯化以及硫化的交互作用,导致内硫化和内氧化。     

NiCr合金在含氯氧化性气氛中的高温腐蚀

研究了纯Ni以及不同Cr含量的NiCr合金在5%O2-0.3%HCl-N2(体积分数)气氛中800℃的腐蚀行为,结果表明:在氧化膜/基体金属界面处有氯化物生成,合金的加速腐蚀机制为氯参与的"活化腐蚀"过程.NiCr合金在腐蚀初期表现为失重与生成Cr的氯化物和氯氧化物的挥发性有关,但Cr依然有益于合金的抗氯化-氧化腐蚀性.     

KCl-ZnCl_2沉积盐导致Fe-15Cr-xAl合金表面氧化铬膜的退化

研究了三种Fe-15Cr-xAl(x=0,5,10,原子分数)合金在600℃于ZnCl2-KCl盐膜下的腐蚀行为.与氧化相比,所有合金在盐膜下均发生加速腐蚀,生成了疏松多孔的腐蚀产物膜,且发生内腐蚀.合金的腐蚀速率随着铝含量的增加而降低.铝的作用主要是由于Al2O3在腐蚀产物内层富集,充当阻挡层有效地阻碍了反应介质在膜中的传递.     

α-Zr基体显微组织对新锆合金氧化膜的形成及其耐腐蚀性能的影响

通过静态高压釜实验研究了NZ2、NZ8两种含Nb锆合金在400℃/10.3MPa蒸汽中的腐蚀规律;透射电镜及中子衍射对两种新锆合金α-Zr基体的显微结构进行分析;X射线衍射法、拉曼光谱法研究了它们在400℃蒸汽中腐蚀后氧化膜的晶体结构。腐蚀规律研究表明,400℃蒸汽中,NZ2合金的耐腐蚀性能较NZ8的好。α-Zr基体的显微结构研究显示,NZ2合金第二相粒子主要包括C14型Zr(Fe,Cr)2和Zr(Fe,Cr,Nb)2两种类型,α-Zr基体中固溶的Nb含量低于平衡固溶度;NZ8合金中只发现了一种Zr-Fe-Nb第二相粒子,Nb元素过饱和存在于α-Zr基体。氧化膜晶体结构研究显示,转折前氧化膜由四方相和单斜相组成,转折时,氧化膜内部出现了立方相,立方相的形成与Nb的添加密切相关;氧化膜中四方相含量越高,锆合金的耐腐蚀性能越好。大量Zr-Fe-Nb第二相粒子以及α-Zr基体中过饱和的Nb含量增加了NZ8合金氧化膜局部体积膨胀,促进了裂纹的生成,加速了氧化膜内部四方相向单斜相的转变,从而使腐蚀加速,而α-Zr基体中低于平衡固溶度的Nb含量及少量Zr(Fe,Cr)2和Zr(Fe,Cr,Nb)2第二相粒子使NZ2合金耐腐蚀性能相对较好。     

Fe-Cr合金预氧化后涂覆KCl盐膜的热腐蚀行为

为开发新型耐高温氯化腐蚀合金及防护涂层,对比研究了750 ℃下Fe-20%Cr(质量分数)合金直接涂KCl和预氧化后再涂KCl盐膜条件下的热腐蚀行为.采用XRD及EPMA对其现象进行分析,结果表明:预氧化生成的初始Cr2O3层对Fe-20%Cr合金在KCl盐膜下的热腐蚀有一定的保护作用,表现为降低腐蚀速率,减轻腐蚀对基体的破坏并维持氧化膜的完整性;Fe-20%Cr在750℃KCl盐膜下的腐蚀产物主要是Fe2O3,Cr2O3以及少量K2Fe2O4和K2Cr2O7等复杂氧化物,其中Fe2O3分布在氧化膜外层,而Cr2O3集中于靠近氧化膜/基体界面的氧化膜内侧.用热力学理论解释了这种氧化膜的形成原因.     

熔融 NaCl-(Na,K)_2SO_4引起的 Fe-Cr 合金的热腐蚀

本文采用电化学方法研究了 Fe-Cr 合金在800℃、熔融 NaCl-(Na,K)_2SO_4中的腐蚀行为,并对腐蚀产物进行了观察和分析。结果表明,提高合金 Cr 含量可以改善合金耐蚀性能。氧化-硫化是Fe5Cr、Fe10Cr 合金腐蚀破坏的主要方式;氧化膜的熔融反应是 Fe20Cr、Fe25Cr 合金加速腐蚀的主要原因。同时,氧化膜的机械破裂也加速了合金的腐蚀。     

CuCr合金在NaCl盐膜下的腐蚀行为

为了丰富CuCr合金的高温腐蚀研究,扩大其应用,采用金相、X射线衍射、扫描电镜/能谱及热重分析法研究了CuCr合金在700～900℃NaCl盐膜下的腐蚀行为,并讨论了在该环境下变形对CuCr合金腐蚀的影响及NaCl加速CuCr合金腐蚀作用的机制.结果表明:合金在NaCl盐膜下发生严重的腐蚀,其腐蚀产物疏松且易剥落,Cr相较Cu易腐蚀,且在腐蚀区以下的合金基体中有贫铬现象,变形能加速CuCr合金的腐蚀速率.     

T2钛合金高温腐蚀行为研究

采用高温熔盐灼烧法研究T2钛合金高温腐蚀动力学及腐蚀行为.分别在500,600,700,800℃的Na2SO4或Na2SO4(80%) NaCl(20%)环境中发现T2钛合金腐蚀增重符合直线规律,直线通式为y=KLt.随着温度的增加,直线的速率常数KL增大.混合盐Na2SO4(80%) NaCl(20%)比纯Na2SO4的加速腐蚀作用更加明显.在Na2SO4或Na2SO4(80%) NaCl(20%)中,T2钛合金随温度升高,氧化膜的完整性降低.合金中Al,Zr等元素在腐蚀中向合金表面扩散,而盐中的S,Cl等元素则向合金内部扩散.     

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。     

Pt改性梯度NiCrAlY涂层的热腐蚀行为研究

为了进一步提高NiCrAlY涂层的抗热腐蚀性能,利用电弧离子镀技术在DZ125合金表面分别沉积NiCrAlY/NiAl/Al涂层(coating A)、NiCrAlY/Pt/NiAl/Al涂层(coating B),再经真空扩散退火处理形成成分渐变的梯度涂层结构。在涂层中引入改性元素Pt以改善涂层的抗热腐蚀能力,对比研究了2种涂层体系在900℃不同混合盐中的热腐蚀行为;利用SEM、EDS、XRD以及EPMA分析了涂层经过热腐蚀后的微观形貌、物相组成和元素分布。结果表明：在900℃的K₂SO₄+Na₂SO₄混合盐中,coating A表面的氧化膜发生了大面积的剥落,coating B中的Pt抑制了S在涂层/氧化膜界面处的偏析,增强了氧化膜的黏附性。在900℃的NaCl+Na₂SO₄混合盐中,coating A的Cr元素和O元素分别发生了外扩散和内扩散,Cr外扩散易与S反应生成有害相Cr_xS_y。coating B中的...     

2205 双相不锈钢在熔融氯化物盐膜下的腐蚀

利用热重分析考察了表面涂有ZnCl2-KCl混合盐膜的2205双相不锈钢在450℃氧化性气氛中的耐蚀性，结果表明，材料发生加速腐蚀，形成厚且疏松的表面腐蚀层。并在基体内发生晶间腐蚀及沿富Cr相的择优侵蚀，在该环境下，材料中较高的Cr含量没有提供充分的保护性，甚至恶化材料的耐蚀性能。用热力学讨论其作用机理。     

Super304H抗碱金属硫酸盐的腐蚀行为

采用XRD,SEM和EMPA等分析方法研究了表面喷涂碱金属硫酸盐的Super304H在750℃空气中的耐高温腐蚀特性。结果表明:Super304H在腐蚀初期发生高温氧化,动力学曲线遵循抛物线规律,表面生成相对致密且具有保护性作用的铁/铬氧化膜;延长腐蚀时间,生成挥发性腐蚀产物Na4(CrO4)(SO4);氧化膜增厚,变得疏松多孔,近基体表面处细小孔隙萌生,并聚集长大成微裂纹、微孔洞,基体内部发生内硫化。分析认为:低熔点共晶体Na2O·Na2SO4的形成以及Cr2O3在硫酸盐中的碱性熔融促进了腐蚀加速与持续。     

发动机用TiAl表面双辉等离子制备W-Mo合金层及其高温氧化行为

目前采用双辉等离子表面合金化技术在TiAl合金表面制备W-Mo涂层的研究不多。通过SEM与XRD等测试手段,研究双辉等离子表面合金化技术在TiAl基体表面制得的W-Mo合金涂层在780℃温度下的氧化行为。研究结果表明:W-Mo改性合金在初期氧化阶段快速氧化增重,经过100 h氧化后,试样增重5.2 mg/cm2,有效改善了TiAl基体的高温抗氧化性能。W-Mo合金涂层对氧气扩散起到阻碍作用,使TiAl基体抗高温氧化性能获得显著提升。氧化处理后合金涂层表面未发生改变,形成了致密、均匀的氧化膜层。TiAl基体经100 h氧化后表面氧化膜主要是一种柱状晶结构,TiAl基体氧化产物包括金红石型TiO2以及刚玉2种成分。     

一种新型Ni-Fe-Cr基合金在模拟锅炉烟气中的腐蚀行为研究

应用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪等分析方法研究一种新型Ni-Fe-Cr基高温合金在700℃/750℃煤灰/烟气中的腐蚀行为。结果表明:750℃的腐蚀速率明显高于700℃,其腐蚀层的厚度由700℃的3μm增加到20μm。腐蚀1 000h后,SEM观察到Ni-Fe-Cr高温合金在700℃下表面有少量"瘤状"凸起产物,XRD结合EDS表明其腐蚀产物由表向里依次是结构疏松的NiO、Fe_2O_3和Fe3O4,内层为相对致密的Cr_2O_3、Al_2O_3和TiO2,基体和腐蚀层界面靠近基体一侧是多孔的硫化物。提高腐蚀温度到750℃表面出现更多凸起,并且出现了破裂。Cr_2O_3保护性氧化膜局部开裂或者剥落而形成"瘤状"凸起产物。氧化膜生长过程中的内应力以及温度降低产生的热应力共同作用,导致氧化膜开裂甚至与基体剥离。温度升高同样加剧熔融盐破坏氧化膜从而加快腐蚀进程。     

NZ2合金在不同介质中腐蚀后氧化膜的晶体结构

通过分析NZ2合金在360℃、18.6MPa含锂水和400℃、10.3MPa蒸汽中腐蚀后氧化膜的晶体结构,研究了腐蚀过程中氧化膜晶体结构的转变及其对锆合金耐腐蚀性能的影响.结果表明:NZ2合金腐蚀后氧化膜的结构以单斜氧化锆为主,还有一定量畸变了的四方氧化锆.四方氧化锆主要由氧化膜内的压应力稳定.随着腐蚀时间的延长,氧化膜与金属间的界面向前推进,当氧化锆中的压应力不足以稳定四方相时,四方氧化锫转变为单斜氧化锆.从氧化膜与金属间的界面到氧化膜的外表面,四方相的含量不断降低,界面处的四方相含量最高.NZ2合金在360℃含锂水中腐蚀时,氧化膜内四方相向单斜相的转变速度比在400℃蒸汽中腐蚀时四方相向单斜相的转变速度低得多.四方相向单斜相的转变是决定锆合金抗腐蚀性能的主要因素,四方相转变得越快,其含量越低,腐蚀速率越高.     

一种新型钴基高温合金在900℃熔融NaCl中的热腐蚀行为

采用浸盐法研究一种新型钴基高温合金在900℃熔融NaCl中的热腐蚀行为。结果表明:腐蚀初期合金发生选择性氧化,在表面生成Al_2O_3,Cr_2O_3和少量的TiO_2。随着腐蚀时间的延长,熔融NaCl开始侵蚀表面保护性Cr_2O_3和Al_2O_3,使腐蚀性介质与基体逐渐接触,加速合金腐蚀。随着腐蚀的进行,合金内腐蚀层生成棒状Al_2O_3。由于基体中Al的消耗,棒状Al_2O_3周围易生成Co3W。Co3W与棒状Al_2O_3的相界面形成氧扩散的快速通道,导致80h后合金热腐蚀加剧。