高效超超临界机组用材HR3C和HR6W的热腐蚀行为及机理研究

发布时间：2024-06-06 01:59

　　为对比熔盐环境下典型耐热钢HR3C和铁镍基合金HR6W的热腐蚀行为及机理,在高温腐蚀试验系统上开展了750℃和810℃条件下1 000 h的熔盐腐蚀试验,利用扫描电镜、X射线衍射仪及能谱分析仪等表征了腐蚀产物成分与分布。结果表明:HR6W的腐蚀增重和腐蚀产物厚度均低于HR3C的;试验早期耐热材料的腐蚀主要受离子扩散控制,后期保护膜失效材料主要以失稳腐蚀为主。材料表面腐蚀产物主要为块状尖晶石结构和瘤状团聚物。产物主要为(Fe,Cr)₂O₃和Fe₂O₃,并有少量(Ni,Mn) Cr₂O₄。温度对于腐蚀过程的影响主要体现在提高反应离子活性与扩散速率,加速腐蚀的快速进行生成对应的腐蚀产物。模拟熔盐以熔融态盐膜形式沉积在耐热材料表面发生热腐蚀行为,且腐蚀层疏松多孔、层次分明,呈复合结构,即腐蚀外层为富Fe氧化物,腐蚀内层为富Cr氧化物,基体内侧出现明显内硫化区域。铁镍基合金HR6W的抗腐蚀性能优于耐热钢HR3C。

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【部分图文】：

图1为高温腐蚀试验系统示意，主要由气体控制系统、反应系统及尾气处理系统组成。气体总流量控制为100mL/min，试样放置在高温管式炉中，控温精度为±1℃。试验温度为750℃，以250h的时间间隔运行至1000h。试样垂直于氧化铝反应舟置于管式加热炉中间位置加热，使其加热....

图2为涂抹熔盐的HR3C和HR6W试样分别在750℃和810℃空气环境的腐蚀动力学曲线。由图2可以看出，温度为750℃时，腐蚀早期(前500h)动力学曲线基本遵循近抛物线规律，说明早期主要受离子扩散控制。该试验条件下进行1000h，涂抹熔盐试样增重顺序为:HR3C>HR6W....

图3为HR3C和HR6W试样在750℃和810℃空气环境中表面腐蚀1000h后的表面SEM形貌。由图3可以看出，750℃时，2种材料试样表面腐蚀产物主要由致密且连续的尖晶石结构组成。温度升高至810℃，2种材料表面仍为连续的尖晶石结构和片状结构，且较750℃时更为疏松，同时随....

图4为HR3C和HR6W试样在810℃空气环境中腐蚀1000h的表面EDS谱。图4中HR3C试样表面各元素质量分数(%)为:O53.77,Ti0.40,Cr40.19,Mn16.20,Fe3.33。HR6W试样表面各元素质量分数(%)为:O28.31,Ti0.40....

本文编号：3990135