研究了310S奧氏體不銹鋼在650℃/20 MPa的超臨界二氧化碳（s CO2）環(huán)境中的腐蝕行為。在高壓回路中進(jìn)行了不同時(shí)長(zhǎng)的均勻腐蝕實(shí)驗(yàn),分析了試樣表面氧化膜的形貌、成分及結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,310S不銹鋼具有優(yōu)越的抗腐蝕性能,其1000 h的腐蝕增重量為12.2 mg/dm2,腐蝕增重量隨時(shí)間的變化近似服從拋物線生長(zhǎng)規(guī)律。表面氧化膜主要成分為Cr2O3,結(jié)構(gòu)致密,具有保護(hù)性。在氧化膜與基體交界面未發(fā)現(xiàn)明顯的滲碳層,但有Si和Al元素的顯著偏析,其中Si元素富集在氧化膜與基體交界處,Al元素富集在界面附近基體貧Cr區(qū)域的晶界處。 

【文章來(lái)源】：核動(dòng)力工程. 2020,41(S1)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

s CO2實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

根據(jù)文獻(xiàn)[4]中的研究結(jié)果，k越大，材料抗腐蝕性能越差。310S不銹鋼在500 h時(shí)腐蝕增重已達(dá)到10.3 mg/dm2，占1000 h總增重量的84.4%，說(shuō)明500 h時(shí)310S不銹鋼表面已形成了致密的保護(hù)性氧化膜，抑制了材料中金屬原子向外擴(kuò)散，同時(shí)也阻擋了腐蝕介質(zhì)向基體內(nèi)部的遷移。2.2 表面氧化膜形貌分析

采用SEM觀察不同取樣時(shí)間的表面氧化膜形貌，結(jié)果如圖3所示。腐蝕100 h后的試樣表面已生成了細(xì)密的氧化物，其形狀為針狀或顆粒狀。隨著腐蝕時(shí)間的增長(zhǎng)，顆粒狀氧化物尺寸增大。在腐蝕初期，材料表面生成的氧化膜尺寸較小，存在更多的晶界，未能減弱基體與腐蝕介質(zhì)的相互擴(kuò)散，腐蝕增重率較大。當(dāng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到300h到500 h間，腐蝕增重速率減緩，表面氧化物尺寸增大，結(jié)構(gòu)更為致密。500 h后腐蝕增重趨于穩(wěn)定，且腐蝕1000 h的試樣表面未發(fā)現(xiàn)氧化膜剝落。不同腐蝕時(shí)間的表面氧化膜形貌與試樣的腐蝕增重曲線結(jié)果吻合度較好。對(duì)310S不銹鋼表面生成的氧化物進(jìn)行XRD分析，結(jié)果如圖4所示。奧氏體相的特征峰強(qiáng)度最高，Cr2O3的特征峰較微弱。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)系統(tǒng)中材料的腐蝕行為[J]. 魯金濤,趙新寶,袁勇,谷月峰.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(03)
[4]超臨界二氧化碳在核反應(yīng)堆系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 黃彥平,王俊峰.  核動(dòng)力工程. 2012(03)

博士論文
[1]SCWR候選包殼材料310S不銹鋼應(yīng)用性能研究[D]. 熊茹.哈爾濱工程大學(xué) 2014



本文編號(hào)：2966005