热腐蚀的盐溶机理及其局限性

本文综述了有关热腐蚀机理的研究成果,着重叙述目前仍被公认的盐溶机理模型的研究进展,包括Rapp-Goto准则和金属氧化物在熔融Na_2SO_4中溶解度的实验测试。并以实验事实为依据阐述了盐溶机理模型的局限性,提出热腐蚀是依电化学机制发展的观点,依此举例说明金属和合金的热腐蚀历程。     

碱金属硫酸盐沉积引起的铁基合金在中温下的热腐蚀

研究工业纯铁、Fe-Cr和Fe-Al合金有表面Na_2SO_4或Na_2SO_4-K_2SO_4沉积物时在含SO_3的富氧气氛中于中等温度区间的热腐蚀行为。研究结果表明,铁基合金在实验条件下发生的热腐蚀是由液态Na_2SO_4—Fe_2(SO_4)_3或Na_2SO_4-K_2SO_4-Fe_2(SO_4)_3共晶所致,其腐蚀行为与温度、气体组成、合金元素含量、沉积物组成有关。腐蚀形貌的观察表明,铁基合金热腐蚀的发展伴随着疏松的Fe_2O_3层的增厚和紧靠合金表面相对致密的氧化层的快速成长。在合金/氧化物     

CeO_2、HfO_2和Y_2O_3在熔融Na_2SO_4-30m/0NaVO_3中的溶解度

在900℃,1大气压氧条件下,测定了几种有可能作为热屏蔽涂层组份的氧化物Ceo_2、HfO_2和Y_2O_3在熔融Na_2SO_4—30m/0 NaVO_3中的溶解度与熔盐碱度的关系。Y_2O_3的溶解度高于CeO_2和HfO_2。作为对比,也测定了CeO_2在熔融纯Na_2SO_4中的溶解度。在混合盐熔体中,氧化物形成正钒酸盐酸性溶质,溶解度高于其在相应的酸性纯Na_2SO_4熔体中的溶解度。基于实验结果,提出了合金热腐蚀的修正酸性溶解机理。     

渗铝、渗铬工业纯铁的耐低温热腐蚀性能

分别采用热浸法和固渗法在工业纯铁上制备了铝的扩散涂层;工业纯铁上铬的扩散涂层是用固渗法获得的。对渗铝和渗铬的工业纯铁在有K_2SO_4-Na_2SO_4 盐膜存在时的低温热腐蚀行为进行了研究。结果表明,渗铝的工业纯铁仍遭受低温热腐蚀,这一热腐蚀的发生归因于K-Na-Al-Fe 四元低熔点复合硫酸盐的形成。而渗铬的工业纯铁表现出优异的耐蚀性能,这归因于涂层表面完整的富Cr_2O_3 氧化膜的快速形成。据此有理由认为,渗铬是铁基合金低温热腐蚀防护的一个有效途径。     

α-Fe_2O_3、Fe_3O_4和Cr_2O_3在熔融Na_2SO_4中的溶解度

作者于1200K在1大气压氧和几个低氧压下测定了α-Fe_2O_3及Fe_3O_4及Cr_2O_3在熔融Na_2SO_4中的溶解度与Na_2SO_4熔盐碱度的关系,结果与热力学预示是一致的。在测量溶解度的基础上,确定了这几种金属氧化物在熔融Na_2SO_4中碱性和酸性溶解的溶质形式,计算了它们在该熔盐中的活度系数。金属氧化物溶解行为的研究将有助于了解热腐蚀的盐溶机理和电化学机理。     

表面有Na2SO4沉积时铁基合金的低温热腐蚀行为

研究了工业纯铁、Fe-Cr和Fe-Al合金表面有Na_2SO_4沉积时于O_2/SO_2/SO_3气氛中的低温热腐蚀行为。测定腐蚀动力学曲线,研究温度、气体组成及合金元素对腐蚀动力学的影响,并对腐蚀产物的形貌和组成进行观察与分析。结果表明,在工业纯铁、Fe-Cr和Fe-Al合金的低温热腐蚀过程中都发生金属表面致密氧化层的快速成长和疏松的Fe_2O_3在盐膜中的沉积,且前者对腐蚀的贡献居大。以实验结果为依据,初步提出了电化学机理模型,并用以阐述铁基合金低温热腐蚀过程。     

热腐蚀的电化学机理初探

简要叙述至今仍普遍接受的热腐蚀的盐熔模型,以实验事实为依据较系统地阐述这一机理模型的局限性。根据热腐蚀的特点,吸收盐熔模型的合理成分,并考虑到热腐蚀与高温气体腐蚀的共性,提出热腐蚀的电化学模型。用这一新的模型描述金属和合金的热腐蚀历程。     

Na_2SO_4-MgSO_4-CaSO_4沉积引起的铁基合金的热腐蚀 Ⅱ.在O_2-0.1％(SO_2 SO_3)气氛中的腐蚀

在700～800℃的温度范围内,研究了工业纯铁和铁铬合金在有Na_2SO_4-MgSO_4-CaSO_4盐膜存在时在O_2-0.1.％(SO_2 SO_3)气氛中的腐蚀动力学和腐蚀产物的形貌。结果表明,三元硫酸盐加剧了纯铁和铁铬合金的腐蚀,这一加速作用远较在空气中的显著。以实验结果为依据,讨讨了腐蚀机理,认为加速作用是由硫化所致。