Si–Yb2O3/Yb2Si2O7/Yb2SiO5 EBC涂层组织结构及熔盐腐蚀行为研究

目的 研究Si–Yb₂O₃/Yb₂Si₂O₇/Yb₂Si O₅ 3层EBC涂层的抗熔盐腐蚀性能。方法 采用真空等离子喷涂工艺在试样表面单面制备Si–Yb₂O₃/Yb₂Si₂O₇/Yb₂Si O₅ 3层结构的EBC涂层,选用尺寸为Ф25 mm、厚度为5 mm的SiC_f/SiC复合材料基体试样,在900℃、NaCl(质量分数为50%)+Na₂SO₄(质量分数为50%)混合盐中进行连续100 h的熔盐腐蚀试验,采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等观察和测试3层EBC涂层熔盐腐蚀前后的形貌,分析其组织结构以及该EBC涂层在熔盐腐蚀过程中的化学反应机理。结果 经过连续100 h、900℃的熔盐腐蚀,基体SiC_f     

流速对CO2/O2环境中L485钢腐蚀行为的影响

为研究CO₂/O₂共存环境中流速对L485钢腐蚀行为的影响,在高温高压动态反应釜中进行模拟腐蚀试验,测试L485钢的均匀腐蚀速率,通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等方法观测腐蚀产物的微观形貌和成分。结果表明：CO₂/O₂共存体系中,随着流速的增大L485钢的均匀腐蚀速率逐渐增大,且表面呈现由局部腐蚀向均匀腐蚀转变的特点;CO₂/O₂共存体系中L485钢的腐蚀产物为Fe₂O₃、FeOOH、Fe(OH)₃、Fe₃O₄、FeCO₃。     

熔融太阳盐中金属氧化物纳米颗粒对304不锈钢的防护效果

采用腐蚀增重法和表面分析技术研究了模拟熔融太阳盐中Al₂O₃,CuO,ZnO,TiO₂,SnO₂等五种纳米颗粒对太阳盐储罐材料304不锈钢腐蚀的影响。结果表明：304不锈钢浸渍在含与不含纳米颗粒的熔融太阳盐中均出现腐蚀增重现象。Al₂O₃,CuO,ZnO,TiO₂,SnO₂等五种纳米颗粒的加入会均对304不锈钢的腐蚀增重产生抑制作用，抑制效果由大到小依次为Al₂O₃>ZnO>CuO>TiO₂>SnO₂。在熔融太阳盐中，纳米金属氧化物颗粒可在不锈钢表面形成良好的保护膜，除了与纳米颗粒在不锈钢表面氧化层形成物理掺杂以外，发生化学掺杂是更重要的影响因素。     

TP439不锈钢在800℃高温水蒸气中的初期氧化行为

研究了TP439不锈钢在800℃高温水蒸气中的初期氧化行为。采用恒温氧化法测试了TP439不锈钢在800℃高温水蒸气中的氧化动力学曲线。通过场发射电子扫描显微镜(FE-SEM)观察试样氧化后的形貌，采用能谱分析(EDS)及X射线衍射(XRD)分析膜层的表面成分及相结构。结果表明：TP439不锈钢在初期阶段的氧化速率较快，氧化动力学符合线性氧化规律，线性速率常数kl为5.21×10(-2) mg/(cm²·h)，氧化过程受界面反应控制；随着氧化时间的增加氧化膜逐渐变厚，第二阶段的氧化动力学遵循抛物线规律，抛物线速率常数kp为1.54×10^-3 mg²/(cm⁴·h)，氧化速率的控制步骤由界面反应控制转为扩散控制。TP439不锈钢氧化产物的主要成分为(Cr,Fe)₂O₃和少量的Cr₂O₃、Fe₂O₃、FeCr₂O₄尖晶石氧化物。在...     

ODS钢在600和700℃静态Pb-Bi共晶中的腐蚀行为及机理

以一种极具潜力的先进核能候选氧化物弥散强化(ODS)钢为研究对象,以不控制氧浓度的液态金属PbBi共晶(LBE)为腐蚀介质,研究了静态下高温(600和700℃)不同腐蚀时间对ODS钢腐蚀行为的影响及其微观机制。结果表明,600℃腐蚀至2000 h,ODS钢表面生成总厚度约为10μm的典型双层氧化膜,同时在内氧化层下方形成了一层较薄的富Al氧化层。基于致密的尖晶石内氧化层及富Al氧化层的保护作用有效减缓了腐蚀氧化速率,ODS钢显示优异于其它材料的耐LBE腐蚀性能。ODS钢在700℃腐蚀所形成的氧化膜结构及厚度与600℃明显不同:腐蚀100 h主要形成了厚度约为500 nm的Al₂O₃保护膜,大幅降低了腐蚀速率;腐蚀时间延长至500 h,大部分区域Al₂O₃氧化膜仍然存在,但同时出现的少量"疖状氧化物"破坏了Al₂O₃保护膜的连续性,从而成为了腐蚀的突破口。     

热带海洋大气环境下不锈钢的腐蚀寿命评估

目的 给出一种模拟万宁海洋大气环境的室内加速环境谱并对典型不锈钢材料进行寿命预测。方法 采用失重法对4种不锈钢的耐蚀性进行宏观分析。采用X射线光电子能谱分析仪（XPS）对4种不锈钢的腐蚀产物类型进行分析。采用扫描电子显微镜（SEM）对4种不锈钢的腐蚀产物进行微观分析。采用腐蚀电化学法对4种不锈钢进行宏观电化学分析。采用灰色关联度分析法研究室内加速环境谱与万宁海洋大气环境下户外暴露试验的相关性。结果 4种不锈钢的腐蚀失重速率都随着试验时间的增加而降低,其中430不锈钢腐蚀速率的减小程度最明显。4种不锈钢均在室内加速腐蚀试验中表现出较好的耐蚀性,耐蚀性由好到差依次为2205、316L、304、430不锈钢。XPS结果显示,304不锈钢与316L不锈钢的腐蚀产物主要为Fe₂O₃和Fe₃O₄;2205不锈钢的腐蚀产物主要包括Fe₂O₃以及Fe OOH或FeCr₂O₄;430不锈钢的腐蚀产物属于典型不锈钢的腐蚀产物,主要由...     

GH3625合金在75%Na2SO4-25%NaCl环境中热腐蚀行为研究

将GH3625合金置于750℃下,75%Na₂SO₄-25%NaCl熔盐环境中以研究GH3625合金的热腐蚀行为,使用扫描电镜、能谱仪以及X射线衍射仪等设备对腐蚀后合金表面形貌、元素分布以及物相鉴定等进行研究分析。研究结果表明：组织为奥氏体等轴晶的GH3625合金腐蚀增重曲线呈现“两级”增重规律。合金在熔盐中腐蚀后,由腐蚀层最外层到合金基体结构依此为尖晶状NiO和片层状NiCr₂O₄、存在少许缺陷但相对致密的Cr₂O₃氧化层、带有孔洞的“蜂窝”状Ni₂S₃硫化层、基体贫Cr层以及合金基体。GH3625合金在750℃下,75%Na₂SO₄-25%NaCl熔盐环境中造成氧化膜失效的主要腐蚀反应为Cr₂O₃与Cl^-以及Na₂O的反应,反应生成CrO₂Cl_2<...     

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...     

传热管用Incoloy800H合金在模拟石墨粉尘环境中的碳化行为研究

利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)以及X射线衍射仪(XRD)等手段对Incoloy800H合金在650 oC饱和石墨粉尘环境中的碳化行为及其机制开展了研究。结果表明：Incoloy800H合金的碳化腐蚀深度曲线遵循抛物线规律，腐蚀速率常数为0.013μm/s^1/2，腐蚀产物层厚度随腐蚀时间的延长而增加；碳化3000 h后，合金表面腐蚀产物层主要以尖晶石相MnCr₂O₄和碳化物(CrAlMn)_xC_y为主，碳化层内颗粒状腐蚀产物为MnCr₂O₄、M₂₃C₆以及Al₂O₃，且主要沿晶界分布；晶界碳化-氧化是导致合金腐蚀进程加剧的关键因素。     

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.     

Hot Corrosion Behavior of SiO_2–Al_2O_3–Glass Composite Coating on Ti–47Al–2Cr–2Nb Alloy: Diffusion Barrier for S and Cl

Type Ⅰ hot corrosion behavior of SiO_2-Al_2O_3-glass composite coating based on Ti-47 Al-2 Cr-2 Nb substrate was investigated in the mixture salt of 25 wt%NaCl + 75 wt%Na_2SO_4 at 850 °C. The results showed that there was a bidirectional ion exchange between composite coating and the film of mixed salts, and the sodium ion in the molten salts penetrated into the glass matrix of composite coating, while the potassium ion in the glass matrix dissolved into the molten salts. A decrease in hot corrosion rate was achieved for the coated alloy in comparison with the bared substrate due to the composite coating acting as a diffusion barrier to sulfur and chlorine and preventing the molten salts from diffusing to the coating/alloy interface during the hot corrosion exposure. Additionally, the composite coating decreased the oxygen partial pressure at the coating/alloy interface and promoted the selective oxidation of Al to form a protective Al_2O_3 layer.     

Characterization of Corrosion Behavior of Irradiated X65 Low Carbon Steel in Aerobic and Unsaturated Gaomiaozi Bentonite

2.98 kGy/h(1007 h) gamma irradiation and 90 ℃(2000 h) thermal aging were exerted to X65 grade low carbon steel buried in Gaomiaozi bentonite containing 17 wt% Beishan groundwater. The average corrosion rate of X65 low carbon steel was measured. The elemental and phase distribution on cross section was characterized by using electron probe micro-analysis, high-resolution X-ray diffraction, and micro-X-ray diffraction. The following conclusions can be made: the average aerobic corrosion rate of the carbon steel is(45.16 ± 1.53) μm/year. Taking the original surface as boundary, the corrosion scale is divided into an internal dense product layer(DPL) mainly composed of Fe_3O_4 with segregated FeCO_3 at the corrosion front and an external DPL mainly composed of Fe_3O_4 with segregated α-Fe_2O_3 and bentonite at some relics.Si, S, and Cl are concentrated at the corrosion front of the internal DPL, while Si and Al are concentrated at the external DPL.     

Evaluation of laser-glazed plasma-sprayed thermal barrier coatings under high temperature exposure to molten salts

Thermal Barrier Coating (TBC) systems are frequently used in gas turbine engines to provide thermal insulation to the hot-section metallic components and also to protect them from oxidation, hot corrosion and erosion. Surface sealing treatments, namely laser-glazing, have been showing a high potential for extending in-service lifetimes of these systems by improving chemical and thermo-mechanical resistance. In this investigation, both as-sprayed and laser-glazed TBCs were exposed to hot corrosion in molten salts. The glazed coatings were obtained by scanning the surface of the plasma-sprayed coatings with either a CO₂ or a Nd:YAG laser. The hot corrosion investigation was accomplished by subjecting the specimens to an isothermal air furnace testing under V₂O₅ and/or Na₂SO₄ at a temperature of 1000 °C for 100 h. Spallation has been observed in coatings in the as-sprayed condition under V₂O₅ or V₂O₅ + Na₂SO₄. Na₂SO₄ itself had no or minimal effect on the degradation of the laser-glazed or as-sprayed condition coatings, respectively. The degradation in V₂O₅ was accomplished by destabilization of YSZ as a consequence of depletion of yttria from the solid solution to form YVO₄ and therefore led to the disruptive transformation of the metastable tetragonal phase to the monoclinic phase. Moreover, the presence of both corrosive salts induced the formation of large high aspect ratio YVO₄ crystals that introduced additional stresses and contributed to the degradation of the coatings. The laser-glazed specimens were not efficient in avoiding the molten salt penetration along the thickness direction due to the presence of cracks on the glazed layer. However due to a reduced specific surface area of the dense glazed layer, the corrosion reaction of the molten salts with the YSZ has been lower than in coatings in the as-sprayed condition.     

超级奥氏体不锈钢AL-6XN在超临界水中的腐蚀行为

研究了超级奥氏体不锈钢AL-6XN在500℃,550℃和600℃/25 MPa超临界水中的腐蚀行为,通过扫描电镜-电子能谱(SEM-EDX)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析了氧化膜的显微形貌、组织结构与成分分布。结果表明,氧化膜为双层结构,氧化膜中含Fe₃O₄, Cr₂O₃,Fe₂O₃和FeCr₂O₄相。AL-6XN在超临界水中氧化膜存在脱落现象,脱落程度随温度升高而加剧。     

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。     

(NiCoCrAlYSiB+AlSiY)复合涂层热腐蚀行为的研究

采用电弧离子镀（AIP）技术在镍基单晶高温合金基体上制备了NiCoCrAlYSiB涂层（普通涂层）和（Ni-COCrAlYSiB+AlSiY）复合涂层,研究了高温合金基体与2种涂层分别在900和700℃下的涂盐（Na₂SO₄+K₂SO₄和Na₂SO₄+NaCl）热腐蚀行为.结果表明:高温（900℃）热腐蚀条件下,基体合金表面主要生成NiO;普通涂层表面上要生成Cr₂O₃,而且涂层内部出现内氧化和内硫化现象;复合涂层表面主要生成Al₂O₃,外层出现程度较轻的内氧化,涂层表层Al含量仍然较高,维持表面Al₂O₃膜的形成和修复.低温（700℃）热腐蚀条件下,基体合金表面主要生成NiO;普通涂层表面主要生成Cr₂O₃,涂层内部出现严重的内氧化;复合涂层表面也出现了内氧化,高Cr的内层未受腐蚀,有助于提高涂层的抗腐蚀性能.     

含B2O3钙铝基连铸保护渣剪切变稀特性

为兼顾钙铝基连铸保护渣在结晶器弯月面上下方不同剪切速率区域的冶金功能,从非牛顿流体特性角度出发,研究了CaO-Al₂O₃-Li₂O-B₂O₃保护渣的剪切变稀特性。结果表明,在剪切稀化温度区间内,随着温度的降低,保护渣剪切变稀特性逐渐增强。在钙铝基保护渣中,B₂O₃对剪切变稀特性具有明显的抑制作用,该作用与其在硅酸系保护渣中的作用明显相反。在1 300 ℃下,B₂O₃质量分数由4%提高至6%时,保护渣剪切变稀特性逐渐减弱。当B₂O₃质量分数提高至8%时,保护渣转变为牛顿流体,剪切变稀特性消失。     

稀土La对铁基耐蚀合金抗氧化性能的影响

通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等手段对不同La含量的铁基耐蚀合金850 ℃下的抗氧化性能进行了研究。结果表明,在850 ℃条件下,随着稀土La含量的增加,在一定程度上降低了合金的抗氧化性能,但氧化膜与基体的粘附性却得到了大大提高。La含量增加后,促进了氧的内扩散,使内氧化层呈树枝状深入合金基体,对氧化膜起到钉固作用。氧化膜主要由3个区域组成:外层是Fe₂O₃与CuO混合层,并含有少量CuFe₂O₄;中间层是以NiFe₂O₄为主的保护层,并含有少量的Fe₂O₃、NiO;内层则是以Fe₂O₃为主并含有少量NiO氧化物的内氧化区。     

阳极氧化钽酸锂薄膜在NaOH溶液中的腐蚀行为研究

通过阳极氧化法在高纯钽片表面制备了钽酸锂复合薄膜,采用浸泡失重法和电化学测试法考察了镀膜前后样品在10% (质量分数) NaOH溶液中的腐蚀行为。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱仪分别对薄膜的物相组成、表面及截面形貌、膜层厚度进行了测试分析。结果表明,阳极氧化后得到的复合薄膜由钽酸锂和氧化钽组成;该薄膜与基体之间结合良好,厚度约3 μm;镀膜后样品的质量腐蚀速率至少减少了6倍,腐蚀电流密度下降了2个数量级,腐蚀96 h后样品表面没有明显变化。而对比的纯钽样品却发生了严重的腐蚀反应,生成了很多长条状和多棱柱状的腐蚀产物Na₃TaO₄、Na₂Ta₂O₆和Na₈Ta₆O₁₉。