為對(duì)比熔鹽環(huán)境下典型耐熱鋼HR3C和鐵鎳基合金HR6W的熱腐蝕行為及機(jī)理,在高溫腐蝕試驗(yàn)系統(tǒng)上開展了750℃和810℃條件下1 000 h的熔鹽腐蝕試驗(yàn),利用掃描電鏡、X射線衍射儀及能譜分析儀等表征了腐蝕產(chǎn)物成分與分布。結(jié)果表明:HR6W的腐蝕增重和腐蝕產(chǎn)物厚度均低于HR3C的;試驗(yàn)早期耐熱材料的腐蝕主要受離子擴(kuò)散控制,后期保護(hù)膜失效材料主要以失穩(wěn)腐蝕為主。材料表面腐蝕產(chǎn)物主要為塊狀尖晶石結(jié)構(gòu)和瘤狀團(tuán)聚物。產(chǎn)物主要為(Fe,Cr)₂O₃和Fe₂O₃,并有少量(Ni,Mn) Cr₂O₄。溫度對(duì)于腐蝕過程的影響主要體現(xiàn)在提高反應(yīng)離子活性與擴(kuò)散速率,加速腐蝕的快速進(jìn)行生成對(duì)應(yīng)的腐蝕產(chǎn)物。模擬熔鹽以熔融態(tài)鹽膜形式沉積在耐熱材料表面發(fā)生熱腐蝕行為,且腐蝕層疏松多孔、層次分明,呈復(fù)合結(jié)構(gòu),即腐蝕外層為富Fe氧化物,腐蝕內(nèi)層為富Cr氧化物,基體內(nèi)側(cè)出現(xiàn)明顯內(nèi)硫化區(qū)域。鐵鎳基合金HR6W的抗腐蝕性能優(yōu)于耐熱鋼HR3C。

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【部分圖文】：

圖1為高溫腐蝕試驗(yàn)系統(tǒng)示意，主要由氣體控制系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)及尾氣處理系統(tǒng)組成。氣體總流量控制為100mL/min，試樣放置在高溫管式爐中，控溫精度為±1℃。試驗(yàn)溫度為750℃，以250h的時(shí)間間隔運(yùn)行至1000h。試樣垂直于氧化鋁反應(yīng)舟置于管式加熱爐中間位置加熱，使其加熱....

圖2為涂抹熔鹽的HR3C和HR6W試樣分別在750℃和810℃空氣環(huán)境的腐蝕動(dòng)力學(xué)曲線。由圖2可以看出，溫度為750℃時(shí)，腐蝕早期(前500h)動(dòng)力學(xué)曲線基本遵循近拋物線規(guī)律，說明早期主要受離子擴(kuò)散控制。該試驗(yàn)條件下進(jìn)行1000h，涂抹熔鹽試樣增重順序?yàn)?HR3C>HR6W....

圖3為HR3C和HR6W試樣在750℃和810℃空氣環(huán)境中表面腐蝕1000h后的表面SEM形貌。由圖3可以看出，750℃時(shí)，2種材料試樣表面腐蝕產(chǎn)物主要由致密且連續(xù)的尖晶石結(jié)構(gòu)組成。溫度升高至810℃，2種材料表面仍為連續(xù)的尖晶石結(jié)構(gòu)和片狀結(jié)構(gòu)，且較750℃時(shí)更為疏松，同時(shí)隨....

圖4為HR3C和HR6W試樣在810℃空氣環(huán)境中腐蝕1000h的表面EDS譜。圖4中HR3C試樣表面各元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)為:O53.77,Ti0.40,Cr40.19,Mn16.20,Fe3.33。HR6W試樣表面各元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)為:O28.31,Ti0.40....

本文編號(hào)：3990135