3种700℃级超超临界燃煤锅炉备选高温合金煤灰腐蚀行为

研究了3种700℃超超临界燃煤锅炉备选高温合金Inconel 740,CCA 617,GH 2984在760℃现役机组煤灰腐蚀介质中的高温腐蚀行为。结果表明:镍基合金Inconel 740和CCA 617均能形成保护性的Cr2O3氧化膜,局部点蚀为其主要失效形式。点蚀区域氧化膜为多层结构,由外到内依次为Ni(Co)O、Cr2O3(TiO、Al2O3)以及少量内层硫化物;较高Cr、Al含量提高了Inconel 740合金的耐蚀性能;挥发性产物与氧化膜微区溶解降低了CCA 617合金氧化膜的致密性。GH 2984合金因含有较多的Fe未能形成保护性的氧化膜,氧化膜分层生长,且出现了严重的剥落现象。     

超临界锅炉用材料的高温腐蚀研究进展

合金材料的耐高温腐蚀性能研究在先进超临界火电机组的发展中占有相当重要的地位,随着锅炉参数的提高,高温腐蚀逐渐成为合金材料使用寿命的主要制约因素。从三种主要的超临界锅炉合金材料出发(铁素体耐热钢、奥氏体耐热钢以及镍基高温合金),综述了常用的锅炉用高温合金材料及其高温腐蚀研究,包括在不同环境中的腐蚀,如SO_2气氛、KCl蒸汽、Na_2SO_4盐膜以及NaCl盐膜对高温腐蚀的影响;合金元素以及锅炉温度对高温腐蚀的影响。通过对腐蚀产物形貌、结构及元素分布的总结,对已有的研究成果进行了分析比较,发现大多数合金的腐蚀产物出现了分层现象,并且腐蚀过程中氧化-硫化过程交替进行,导致S元素的侵入以及腐蚀产物层的松动。讨论了腐蚀过程从萌生到加速腐蚀的历程机理,总结了锅炉不同高温腐蚀类型(焦硫酸盐腐蚀、复合硫酸盐腐蚀及氯化物腐蚀)。最后展望了未来高温腐蚀研究在超临界锅炉领域的发展方向。     

650℃超超临界镍基高温合金超高压内缸铸造技术研究

介绍了高参数燃煤发电机组用镍基高温合金12 t级超高压内缸铸造技术研究工作及相关生产经验。结合镍基高温合金的材料特性、超高压内缸铸件的结构特点,应用MAGMA软件进行充型、凝固、应力多场耦合的模拟计算,并结合多年生产制造经验,制定合理的铸造工艺方案。目前,铸件已经完成毛坯制作,经对铸件化学成分、表观质量、尺寸进行检测,满足相关要求,为后续的工程化制造提供了经验。     

高温合金热腐蚀性能影响因素的研究进展

高温合金是一种复杂组元多相组织材料,在高温下的热腐蚀行为是制约其发展的重要因素。国内外学者对高温合金的热腐蚀性能做了大量研究,先后提出了多种腐蚀机理模型,但对于不同种类高温合金腐蚀机制间的相互关系仍缺乏成熟的理论表述。从高温合金的特点和用途对热腐蚀的影响因素进行了综述,并对目前高温合金主要的涂层、预氧化等耐热腐蚀防护措施进行了讨论。最后,从实际应用角度展望了未来提高合金热腐蚀性能的方法。     

700℃先进超超临界锅炉过热器管用新型镍基高温合金GH750的组织和性能研究

GH750是一种我国自主研发的、可以应用于700℃先进超超临界锅炉过热器/再热器管的新型镍基高温合金。研究新型镍基高温合金GH750的组织和性能。研究结果表明:GH750合金的组织由奥氏体基体和强化相γ′,以及微量的晶内和晶界MC、M23C6组成;力学性能优异,室温和高温强度高、塑性好;高温持久性能突出,760℃/10~5 h的持久强度超过100 MPa;在750~850℃高温长期时效后组织稳定性好,无有害相析出;长期时效至10 000 h时,室温拉伸性能变化小,冲击韧性短期下降后趋于稳定。     

超超临界电站用617合金的组织特征及平衡相析出规律

617合金是700℃以上超超临界燃煤电站的备选材料,具有优越的高温持久和耐氧化性能.本文利用热力学计算软件Thermo-Calc及相应的Ni基数据库,对617合金的平衡析出相规律进行了计算分析.结果表明,该合金主要平衡析出相包括y’、σ、μ相以及碳化物M6C和M23C6,Ti对y’相析出量的影响比Al更显著.对617合金标准热处理态的微观组织观察显示,组织均匀,晶界上有连续片状碳化物,再经1180℃/1 h固溶处理后,碳化物部分回溶,在晶界上呈颗粒状分布.     

700℃超超临界锅炉过热器管材Inconel 740H合金冷变形行为研究

对Inconel 740H合金荒管进行了不同变形量的冷轧实验,分析了其冷变形特性。通过冷变形后不同制度的退火处理,对Inconel 740H合金组织演变规律进行研究,建立了退火过程中再结晶晶粒长大方程。同时引入不均匀因子Z对组织均匀性进行评定。研究表明,Inconel 740H合金中间退火处理中的静态再结晶过程主要受退火温度和保温时间影响,所构建的再结晶晶粒长大方程与实验值吻合度较好。冷轧变形量为20%,中间退火制度为1100℃/5 min时得到的组织最为均匀。     

高温预氧化膜锆合金的腐蚀性能

南韩高等工程研究院和汉阳大学材料科学与工程系对用于核燃料包套的锆-4合金表面进行了预氧化处理，并研究了处理后的合金在360℃下的腐蚀性能。他们将常规的锆-4合金用20ψ%氧气加80ψ%氩气的混合气体分别在700℃和1100℃下退火以形成预氧化膜，随后将形成预氧化膜的合金在装有纯净水的高压釜中进行氧化试验，试验温度为360℃，压力为1800MPa。合金在混合气体中预氧化时形成的预氧化膜厚度与氧化时间的关系可用下式描述：     

舰用GH984合金在不同环境中的腐蚀性能

研究了GH984合金在各种不同条件的抗腐蚀 性能.结果表明，该合金在700℃、800℃和900℃具有良好抗氧化能力，在不同热处理条件 及焊接状态下的抗晶间腐蚀、抗海水腐蚀性能良好，均能满足高速舰船的使用要求.在模拟 舰船发动机海上运行环境下，合金抗海洋性气氛燃气热腐蚀性能在900℃比GH135合金好，与 GH140合金相当，由于合金Cr含量较高，远优于镍基高温合金K3.     

Inconel 740H合金在模拟煤灰/烟气中的抗腐蚀性研究

针对用于超超临界锅炉过热器管的镍基高温合金Inconel 740H,在750 ℃及合成烟气的条件下,研究了涂刷合成煤灰试样和无涂刷试样累计3000 h的腐蚀情况。利用XRD、EDS和SEM对试样的表面和截面进行了分析。结果表明,涂刷合成煤灰试样的腐蚀分为两个阶段,开始在表面生成Cr₂O₃保护膜,随时间的延长氧化膜被硫酸盐溶解,腐蚀程度较重。无涂刷试样的腐蚀为一个阶段,即氧化和硫化腐蚀。     

Application of High Temperature Corrosion-Resistant Materials and Coatings Under Severe Corrosive Environment in Waste-to-Energy Boilers

Corrosion-resistant materials (CRMs) and coatings are key technologies to increase power generation efficiency and reduce maintenance in waste-to-energy (WTE) plants. Corrosion environment became severe as steam temperatures have increased. The steam condition of more than 400 °C/3.9 MPa became possible in WTE boilers by using highly durable corrosion-resistant coatings, such as thermal spray of Al/80Ni20Cr alloy, HVOF-sprayed NiCrSiB alloy, Alloy 625 weld overlay for waterwall tubes and also superheater tubes. Also, the use of 310S type stainless steels and high Cr-high Mo-Ni base and high Si-Cr-Ni-Fe alloys have progressed because of a better understanding of corrosion mechanisms. Furthermore, high durability coatings using cermet and ceramic materials were applied to high temperature superheaters. This paper describes the major developments and the application of CRMs and coating technologies in the last 30 years in WTE plants, the corrosion mechanisms of alloys, the deterioration mechanisms of spray coating layers, and future subjects for the development of corrosion-resistant materials and coatings.     

低合金钢在模拟酸性土壤中的耐蚀性研究

用硅藻土模拟酸性土壤,对两种接地网材料用的实验钢进行室内加速腐蚀实验。通过实验室埋片腐蚀实验、激光拉曼光谱和电化学方法研究其在模拟酸性土壤中的耐蚀性。结果表明,两者的腐蚀速率呈现先升后降的趋势;Q235钢的腐蚀失重明显大于低合金A钢的,且两者的腐蚀速率相差近一倍,腐蚀形貌由局部腐蚀逐渐发展为全面腐蚀;腐蚀产物均出现分层结构,外锈层成分大致相同,主要为α-FeOOH,Fe₃O₄,Fe₂O₃和γ-FeOOH,内锈层成分差别较大,低合金A钢中保护性锈层α-FeOOH所占比例大。Tafel极化曲线测试表明,低合金A钢的自腐蚀电位更正,腐蚀电流密度更小。     

低合金铬钼钢高温耐磨性研究

用自制的高温销盘式磨损试验机对一种低合金铬钼钢热处理后的高温摩擦磨损特性进行了研究,通过对不同温度下材料的耐磨性分析和观察,论述了热处理、温度对材料高温耐磨性的影响以及氧化层对高温耐磨性的贡献.     

Ni对耐候钢在模拟海洋大气环境下耐蚀性的影响

通过周期浸润加速腐蚀实验,研究了不同Ni含量的耐候钢在模拟海洋大气环境下的腐蚀规律.采用失重法评价耐候钢的耐蚀性,并利用扫描电镜 (SEM),X射线衍射(XRD) 和电化学方法对耐候钢表面生成的锈层进行了分析.结果表明,随着Ni含量的增加实验钢的耐蚀性逐渐增加,当Ni含量超过3%(质量分数) 其耐蚀性较对比钢提高了两倍;Ni的存在能够提高实验钢的自腐蚀电位,并促进保护性腐蚀产物α-FeOOH的形成;电化学阻抗测试结果表明,实验钢中Ni含量越多,实验钢的电阻越大,锈层的保护性越好.     

低铬铸铁在高温浓硫酸中耐蚀性研究

研究低铬铸铁中w(Cr)量对其耐腐蚀性影响,简述试验过程方法,分析Cr在铸铁中耐蚀机理,确定最佳化学成分设计。试验及分析表明,w(Cr)量的增加一定程度地提高铸铁耐高温浓硫酸腐蚀的能力。Cr的加入量(质量分数)控制在1.2%～2.0%,使腐蚀速率低于1.0g/m2·h,基体有足够的耐蚀能力。     

两种热喷涂层的耐高温腐蚀性能研究

用金相显微镜观测了CT45和A合金两种热喷涂层的微观组织和涂层厚度,用失重法测量了两种涂层在700℃时的耐高温氧化性和在模拟介质条件下的耐高温腐蚀性能。结果表明：两种涂层均与基体结合良好,涂层厚度为35μm;700％时,CT45涂层的耐高温性能好于A合金涂层;在模拟的多相混合物腐蚀环境中,A合金涂层的耐高温腐蚀能力要好于CT45涂层。     

WE43镁合金表面电沉积羟基磷酸钙膜层在模拟体液中的耐腐蚀性

用电沉积方法在WFA3镁合金上制备了羟基磷酸钙(简称HA)膜层,发现这样制备的HA膜层具备双层结构.XRD分析表明,预沉积层的主要成分为磷酸氢钙和羟基磷酸钙,经过热浸处理后最终膜层的主要成分为羟基磷酸钙和氢氧化钙.微观形貌研究表明,磷酸氢钙为片状,羟基磷酸钙为梭形.在类似人体血浆的模拟体液(simulatedbody ...     

高强度常温复合发蓝膜层结构及耐磨性研究

研究了钢铁材料表面常温复合发蓝膜的结构及膜层成膜原理；分析了常温复合发蓝提高耐磨性的原因；论述了常温复合发蓝工艺。试验表明常温复合发蓝具有处理时间短、工作效率高、成本低，膜层附着力、耐磨性好的特点，为零件发蓝处理提供了新的方法。     

稀土表面改性在改善高温抗氧化和耐蚀性方面的应用

稀土元素具有特殊的电子结构,对材料表面有着优异的改性潜力,在表面工程技术领域具有良好的应用前景.本文综述了在化学热处理、激光熔覆、离子注入、真空等离子体镀膜、热喷涂等技术中,稀土元素对工艺过程的影响和提高材料表面改性层高温抗氧化及耐腐蚀性能的效果.初步探讨了稀土元素在改性层中的作用机理.作者认为,稀土元素的微合金化作用,改变改性层中第二相或夹杂物的形态与性能,使改性层组织细化和结构因素,是稀土元素改善材料表面改性层高温抗氧化和耐腐蚀性能的主要原因.