S30432在不同煤灰/烟气环境中的高温腐蚀行为研究

目的研究S30432涂覆信源和榆能电厂两种不同硫酸盐含量的煤灰后的腐蚀行为,探讨S30432在SO2气氛/煤灰环境中的高温腐蚀机制。方法将涂覆煤灰的S30432钢试样置于烟气/煤灰中腐蚀,间隔一定时间取出样品称量,获得腐蚀动力学曲线。采用扫描电子显微镜、能谱分析仪和X-射线衍射仪等,研究腐蚀产物的形貌、成分和物相组成。结果合金发生了氧化和硫化腐蚀,腐蚀过程中有加速腐蚀阶段。S30432在低硫含量煤灰腐蚀后未见明显的腐蚀产物剥落,试样表面生成相对致密且具有保护性作用的Cr_2O_3膜,腐蚀产物膜较薄。在高硫含量煤灰中,腐蚀产物分层生长且剥落严重,腐蚀2000 h后失重超过45 mg/cm~2,腐蚀产物层主要由Fe2O3、(Fe,Cr)_2O_3、NiCr_2O_4及嵌入腐蚀层的煤灰粒子组成。在腐蚀层/基体界面形成了富Cr和S的腐蚀层。结论 S30432在烟气/信源煤灰环境中比在烟气/榆能煤灰环境中更耐蚀。煤灰中硫酸盐含量增加,S30432的腐蚀速率显著增加。在高温烟气/煤灰协同作用下,合金易发生热腐蚀,铁、镍、铬及其氧化物在合金表面熔盐中的溶解是造成合金耐蚀性降低的原因。     

S30432和HR3C涂覆某电厂煤灰和合成煤灰高温腐蚀行为研究

目的 研究S30432和HR3C涂覆某电厂煤灰和合成煤灰后在700 ℃模拟锅炉气氛中的腐蚀行为,分析两种材料的腐蚀机理。方法 将表面涂覆煤灰的S30432、HR3C试样置于700 ℃含0.3%SO2模拟锅炉烟气环境中腐蚀2000 h,间隔一定时间取出样品称量,获得腐蚀动力学曲线。腐蚀2000 h后,清洗去除样品表面的腐蚀产物,获得样品腐蚀后的损失量,计算两种材料在合成煤灰和某电厂煤灰中的腐蚀加速比。采用XRD、SEM和EDS对腐蚀产物成分、微观形貌和结构进行分析。结果 在某电厂煤灰环境中,S30432和HR3C的腐蚀产物均为Fe2O3、Cr2O3和FeCr2O4;在合成煤灰中,S30432残留腐蚀产物主要为FeCr2O4和FeS,而HR3C则主要为Fe2O3、Cr2O3。在某电厂煤灰中,S30432和HR3C表面生成了较厚的腐蚀产物层,且腐蚀产物层中有大量孔洞;在合成煤灰中,S30432、HR3C腐蚀产物几乎剥落殆尽。结论 由于HR3C中的Cr和Ni含量较高,其耐腐蚀性能明显优于S30432。由于合成煤灰中硫酸盐含量较高,因此合成煤灰中S30432和HR3C的腐蚀明显加快,S30432和HR3C在合成煤灰和某电厂煤灰中腐蚀的加速比分别为3.03和3.28。     

新型镍基高温合金在模拟燃煤锅炉环境中的腐蚀

在人工合成的煤灰／烟气环境中研究了一种新型镍基高温合金550℃和700℃的腐蚀行为和腐蚀机理。结果表明，合金在550℃发生了不均匀的点蚀，表面形成了一层很薄的Cr2O3膜，腐蚀按照硫化机制发展，合金在700℃腐蚀时，初期发生了氧化和硫化腐蚀，表面生成了保护性的氧化膜，并有内硫化物析出，由于合金表面生成CoO并在表面形成熔融态硫酸盐而逐渐进入加速腐蚀阶段，使合金遭受严重的低温热腐蚀，腐蚀产物外层为疏松的混合尖晶石化合物，内层为致密的氧化物层，在腐蚀层、腐蚀层与基体界面和Cr元素贫化区内分布着硫化物，合金耐腐蚀性能的迅速退化是合金表面Co及其氧化物在混合熔盐中的溶解所致。     

CLAM钢焊缝在550℃流动的铅铋合金中的腐蚀行为

为了研究中国低活化马氏体(CLAM)钢TIG焊缝在流动的铅铋共晶合金(LBE)中的腐蚀行为,对CLAM钢TIG焊缝及母材在550 ℃,不同相对流速(1.70,2.31,2.98 m/s)的LBE中进行1 500 h的腐蚀试验. 结果表明,腐蚀试样表面均存在双层结构的氧化层,外氧化层由疏松的Fe₃O₄组成,内氧化层由致密的(Fe, Cr)₃O₄组成;随着LBE相对流速的增加,提高了CLAM基体材料中的Fe,Cr元素向LBE中的溶解速率和LBE中的O元素向CLAM基体材料中的扩散迁移速率,加剧了试样表面的腐蚀程度,最终导致试样表面氧化层的厚度不断增厚;经过相同条件的腐蚀试验后,CLAM钢焊缝试样的抗腐蚀性能比母材试样低.     

超临界二氧化碳环境中800H合金的均匀腐蚀行为

在650℃、20 MPa的超临界二氧化碳(sCO₂)环境中对800H合金进行了均匀腐蚀试验。运用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段对腐蚀后试样表面的氧化膜形貌、成分和结构等进行了观察和分析。结果表明：800H合金在sCO₂中腐蚀1 000 h后，其质量增加了11.2 mg/dm²,腐蚀质量增加随时间的变化近似服从抛物线生长规律；表面氧化膜主要成分为Cr₂O₃,其结构致密且具有保护性；C元素沉积于氧化膜表面，富Al及富Si氧化物存在于氧化膜与基体交界处。     

3种介质对T92钢高温腐蚀行为的影响

在T92钢表面分别涂刷氯盐、硫酸盐和煤灰等3种腐蚀介质,通过腐蚀动力学曲线、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)等研究了T92钢在625℃和675℃下的高温腐蚀行为。结果表明:腐蚀介质的存在对T92钢的高温腐蚀有很显著的促进作用,625℃与675℃下,氯盐对T92钢腐蚀促进作用最大,然后依次是硫酸盐和煤灰;涂刷硫酸盐、氯盐与煤灰的T92钢表面腐蚀产物均以Fe_2O_3与Cr_2O_3等氧化产物为主,伴有复合型氧化物;温度的升高使涂刷3种腐蚀介质T92钢的腐蚀速率加快,O,S和Cl元素的渗透能力也都有所提高。     

高等级合金CO2环境下的腐蚀行为研究

以 Sanicro 25 奥氏体不锈钢和 HR230、740H 镍基合金为研究对象,在高温 CO₂环境下分别进行了 800、900 和 1000 ℃的腐蚀实验。利用分析天平获得材料反应前后的质量变化,利用 SEM/EDS 对合金反应后的形貌及腐蚀产物进行观察分析,利用XRD表征合金表面的腐蚀产物。结果表明：3种材料在高温CO₂环境下的腐蚀动力学曲线均符合抛物线规律,反应速率均随着温度的升高呈现量级的增加,表面腐蚀产物尺寸随着温度的升高不断增大。3种材料表面生成的腐蚀产物主要为富Cr氧化物。3种材料表面腐蚀产物结构存在差异,Sanicro 25 不锈钢上的呈多层,而 HR230 和 740H 合金上的为单层;HR230 和 740H 合金均存在内氧化现象,且740H 合金中高含量的 Al 和 Ti 使其内氧化程度更加严重,抗 CO₂腐蚀性能降低。因此,在高温CO₂环境下镍基合金HR230具有较为优越的抗腐蚀性能。     

多元氯化物熔盐中表面改性Inconel625的腐蚀行为

氯化物熔盐作为传热蓄热介质,对太阳能热发电储能系统中金属部件产生严重腐蚀,而针对镍基合金在氯化物熔盐中的高温腐蚀行为研究较少。以镍基合金Inconel 625和经过表面改性后的Inconel 625(ST In625)为研究对象,利用组织表征、微拉伸试验及高温熔盐浸泡试验,研究不同样品的力学性能变化以及在二元和三元氯化物熔盐中的腐蚀行为。结果表明：ST In625合金强度明显提升,拉伸塑性有所下降。腐蚀初期,两种样品在氯化物熔盐中形成的氧化膜以Cr₂O₃和NiCr₂O4为主,ST In625表面产生的腐蚀坑较少;腐蚀后期,在两种样品表面均检测到NiO,二元氯化物熔盐中两种样品表面未生成明显氧化层,出现明显腐蚀坑,而三元氯化物熔盐表面会生成新的Cr₂O₃和NiCr₂O₄絮状氧化层,无腐蚀坑出现。因此,在氯化物熔盐中ST In625的腐蚀失重较小,耐蚀性明显提高,且两种样品在二元氯化物熔盐中的腐蚀速率较低、但存在明显晶间腐蚀;在三元氯化物...     

不同Cr含量的奥氏体不锈钢在700℃煤灰/高硫烟气环境中的腐蚀行为

研究了3种不同Cr含量(质量分数)的奥氏体不锈钢在700℃下煤灰/高硫烟气环境中的腐蚀行为.结果 表明,低Cr合金(19.13％)腐蚀最为严重,氧化膜由外层Fe2O3、内层Cr2O3及CrS组成,外层氧化膜剥落严重;中Cr合金(22.78％)氧化膜结构与低Cr合金类似,但腐蚀程度更轻;高Cr合金(24.00％)表面形成...     

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。     

Inconel 600和Inconel 690合金在模拟压水堆一回路水环境中生成的氧化膜特征研究

利用原位表面增强型拉曼光谱 (SERS) 研究了Inconel 600合金和Inconel 690合金在高温高压水环境中生成的氧化膜特征。结果表明,Inconel 600合金氧化膜的内层为薄且连续的Cr₂O₃,外层为非连续分布的FeCr₂O₄/NiFe₂O₄晶粒。Inconel 690合金腐蚀氧化膜由单一连续的Cr₂O₃构成。从两个方面分析了本文SERS结果与他人研究成果之间的差异。一是合金在腐蚀的早期阶段形成Cr₂O₃内层,随着时间增加,转变成热力学稳定的富铬尖晶石;二是由不锈钢材料制成的高压釜和回路管道,溶液中含有大量的Fe²⁺和Ni²⁺,导致氧化膜中尖晶石相的生成。提出了合金氧化膜与腐蚀时间以及高压釜 (含管道回路) 材质都存在一定的关联性。     

TiAl合金表面激光重熔MCrAlY涂层热腐蚀性能

采用等离子喷涂技术在TiAl合金表面制备了MCrAlY涂层,并用激光重熔工艺对涂层进行处理,研究了TiAl合金、等离子喷涂MCrAlY涂层及激光重熔MCrAlY涂层850℃下75%Na₂SO₄+25%NaCl(质量分数)混合盐浸泡热腐蚀性能,分析了不同试样的热腐蚀破坏机理,并讨论了激光重熔处理对涂层热腐蚀性能的影响.结果表明,等离子喷涂MCrAlY涂层能显著提高TiAl合金的耐热腐蚀性能,经过激光重熔后可进一步提高其耐热腐蚀性能.MCrAlY涂层在高温熔盐中的热腐蚀发生的是表面氧化反应和内部硫化反应,主要生成Al₂O₃,Cr₂O₃,NiO,NiCr₂O₄,Ni₃S₂及CrS等腐蚀产物.     

Fe-Cr-Al电热合金的高温氧化行为

对一种Fe-Cr-Al系电热合金0Cr25Al5进行了不同温度(950、1050、1150 ℃)的氧化质量增加试验。结果表明,合金试样在950 ℃下属于完全抗氧化级,在1050 ℃下属于抗氧化级,在1150 ℃下保温40 h以上时,由于Cr₂O₃的氧化挥发导致氧化膜出现空洞,大大降低了合金的抗氧化性能。XRD物相分析表明合金表面氧化膜主要由TiO₂、Al₂O₃和FeCr₂O₄组成。     

核电站蒸汽发生器传热管用Inconel合金在高温高压水中的腐蚀行为研究

研究了核电站蒸汽发生器传热管用合金材料在模拟压水堆一回路水环境中形成的腐蚀氧化膜,首次获得了原位振动光谱。Inconel 600合金的拉曼谱中存在3个峰,540 和610 cm^-1拉曼峰源自于表面生成的Cr₂O₃氧化膜,670 cm^-1峰对应于表面生成的FeCr₂O₄尖晶石产物,随着电位的增加,670 cm^-1峰的相对强度显著增强。Inconel 690合金的表面氧化膜由Cr₂O₃构成,不含NiO或尖晶石成份。Inconel 600合金发生应力腐蚀开裂 (SCC) 的敏感性与其表面氧化膜的变化存在关联性。Inconel 690合金尚未发现SCC现象,这与其表面生成的稳定的氧化膜有关。     

封孔处理等离子喷涂Cr2O3涂层耐蚀性的电化学表征

用等离子喷涂工艺在Q235钢基体上制备Cr₂O₃陶瓷涂层,并采用磷酸铝和环氧树脂对其进行封孔处理。利用图像分析法和电化学方法对封孔前后涂层的孔隙率进行了测试,采用弱极化技术和电化学阻抗谱技术对封孔前后涂层的耐蚀性能进行了研究。结果表明,封孔处理提高了涂层的耐蚀性能,环氧树脂封孔涂层的耐蚀性能更优异;陶瓷涂层在腐蚀介质中耐蚀性能主要取决于涂层的孔隙率。     

Corrosion resistance of chromium nitride and oxynitride layers produced under glow discharge conditions

The paper presents the results of investigations of the structure and corrosion resistance of chromium nitride, oxynitride and oxide layers produced on steels by electrochemical chromium deposition combined with glow discharge assisted nitriding, oxynitriding and oxydizing processes. The layers obtained were of the types: CrN+Cr₂N+Cr+(Cr,Fe); Cr₂N+Cr+(Cr,Fe); CrN+Cr₂N+Cr+(Cr,Fe)₇C₃; Cr₂N+Cr+(Cr,Fe)₇C₃; Cr(N,O)+Cr+(Cr,Fe)₇C₃ and Cr₂O₃. The corrosion resistance of the layers is high and can be modified by changing the process parameters, such as the temperature and chemical composition of the gas atmosphere.     

Analysis of Oxides Formed on the Surface of the Alloy 690 in Hydrogenated Supercritical Water

The oxides formed on the surface of the alloy 690 in hydrogenated supercritical water at 400℃ for 1000 h were investigated using scanning electron microscopy,transmission electron microscopy,scanning transmission electron microscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy.The oxides on me surface of the alloy 690 exhibited multi-layer structure:an outer layer consisted of granular crystallites(NiO and NiFe_2O_4) and a compact inner layer(spinel and Cr_2O_3).Chemical analysis indicated that the outer layer was enriched in nickel but depleted in chromium,whereas the inner layer was enriched in chromium and iron but depleted in nickel.The inner layer was also characterized as layered structure by Fe-rich spinel on top of continuous Cr_2O_3 layer.Besides,Cr_2O_3 nodules were readily observed at the oxides/alloy interface.     

一种可内生Al2O3扩散障的δ-Ni2Al3-Cr2O3/ Ni-Cr2O3涂层体系

通过对Ni-Cr₂O₃复合镀层620 ℃部分渗铝制备了δ-Ni₂Al₃-Cr₂O₃/Ni-Cr₂O₃涂层体系。Cr₂O₃颗粒在渗铝的过程中和Al反应生成更为稳定的Al₂O₃。1000 ℃恒温氧化20 h后发现,铝化物涂层和复合镀层内掺杂的Cr₂O₃颗粒完全转化为Al₂O₃,并在铝化物涂层/Ni镀层界面自发形成了一层Al₂O₃富集层,该富集层起扩散障作用,阻碍铝化物涂层因互扩散所致的退化。     

Al对HK40合金高温抗氧化行为的影响

研究了含Al量不同的HK40合金在工业纯Ar气氛中的高温抗氧化性能,用SEM、XRD等方法检查了氧化膜的形貌、结构与成分．结果表明,加入铝后合金表面在高温下形成均匀的Al2O3膜,从而提高了合金的高温抗氧化性能;Al加入量为6mass％时,合金的高温抗氧化性能最好．在1100℃时加Al的合金氧化增重遵从抛物线规律,且随...     

Al对Fe-20Cr-35Ni-0.6Nb合金显微组织和抗氧化性的影响

采用增量法研究了不同Al含量(0.5%、1.5%、2.5%,质量分数)的Fe-20Cr-35Ni-0.6Nb含Nb合金在1000 ℃空气条件下的抗氧化。采用SEM、EDS、TEM、拉曼光谱等手段研究了合金的显微组织和氧化膜特性。结果表明,3种含Nb合金组织为单相奥氏体,基体中存在少量弥散分布的NbC沉淀相,氧化前后沉淀相含量和晶粒大小保持不变。添加0.5%和1.5%的Al后,含Nb合金的表面形成多层结构的氧化膜,最外层和第三层为Cr₂O₃,次表层主要为NiCr₂O₄、NiFe₂O₄和Fe₂O₃,最内层为Al₂O₃内氧化层。基体中的NbC析出相和氧化膜中少量Nb的氧化物(Nb₂O₅)加剧了氧化膜的疏松。当Al含量增加到2.5%时,含Nb合金表面形成连续致密的Al₂O₃氧化膜,降低了Fe-20Cr-35Ni-0.6Nb合金的氧化速率,提高了抗氧化性。