通過熔鹽浸泡實(shí)驗(yàn)研究了Q235碳鋼、2.25Cr1Mo低合金鋼、P91中合金鋼、304和316不銹鋼及Inconel617鎳基合金在400℃硝酸熔鹽（60%NaNO3+40%KNO3）中的靜態(tài)腐蝕行為。通過測(cè)量試樣腐蝕不同時(shí)間后的質(zhì)量變化,得到了上述材料在高溫熔鹽環(huán)境中的腐蝕動(dòng)力學(xué)曲線;利用掃描電鏡（SEM）、X射線衍射儀（XRD）和能譜分析儀（EDS）對(duì)該材料在熔鹽腐蝕過程中的腐蝕產(chǎn)物形貌、相結(jié)構(gòu)和元素分布進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明,Q235碳鋼的抗熔鹽腐蝕能力極差,而Inconel 617鎳基合金具有極強(qiáng)的抗熔鹽腐蝕能力;同時(shí),不同的腐蝕動(dòng)力學(xué)曲線主要是由于材料表面氧化層結(jié)構(gòu)不同;Q235鋼表面氧化層主要由Fe2O3組成,不具有保護(hù)性;而含Cr合金材料表面會(huì)形成含有Cr的氧化物,具有較好的保護(hù)性;Inconel 617鎳基合金由于表面形成了致密的Cr2O3和Ni O薄膜,所以具有極強(qiáng)的抗腐蝕能力。 

【文章來源】：熱加工工藝. 2020,49(18)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

材料在400℃硝酸熔鹽環(huán)境中的腐蝕動(dòng)力學(xué)曲線

圖2為六種材料在400℃硝酸熔鹽環(huán)境中浸泡500 h后的表面形貌。如圖2(a）所示，Q235碳鋼表面凹凸不平，表面氧化物發(fā)生了不同程度的開裂及剝落。這主要是由于在該溫度下，Q235碳鋼表面形成的氧化膜疏松多孔，熔鹽不斷浸入氧化膜與基體間，導(dǎo)致新鮮金屬持續(xù)發(fā)生氧化腐蝕反應(yīng)，在內(nèi)部產(chǎn)生新的氧化物，使得與基體結(jié)合薄弱的較外層氧化膜出現(xiàn)了開裂，甚至剝落，氧化膜的剝落又暴露出新鮮金屬，進(jìn)而繼續(xù)發(fā)生腐蝕反應(yīng)。從圖2(b）、（c）可發(fā)現(xiàn)，2.25Cr1Mo及P91鋼浸泡500 h后，表面氧化膜已經(jīng)完全覆蓋基體表面且分布均勻，只存在少量的凸起，未出現(xiàn)開裂和脫落現(xiàn)象。這表明2.25Cr1Mo和P91鋼在浸泡500 h后表面已經(jīng)形成了具有保護(hù)性的氧化膜，阻斷了基體與熔鹽的接觸。結(jié)合圖1中兩種材料的腐蝕動(dòng)力學(xué)曲線可以得出，浸泡初始階段氧化膜未覆蓋金屬表面，沒有形成有效保護(hù)，所以，腐蝕增重速率較大，隨著氧化層逐漸覆蓋基體，基體與熔鹽的接觸逐漸減少，腐蝕速率顯著下降。從圖2(d）、（e）可看出，經(jīng)500h的腐蝕，304和316不銹鋼的表面較為平整，均未發(fā)現(xiàn)明顯腐蝕痕跡，但是304不銹鋼表面氧化物較多。由圖2(f）可看出，浸泡500h后，Inconel 617合金表面極為平整且并未發(fā)生任何腐蝕。2.3 表面物相分析

由此可看出，在Q235碳鋼表面主要形成的是以Fe2O3為主的腐蝕產(chǎn)物，而Fe2O3具有相對(duì)疏松的結(jié)構(gòu)，不具有保護(hù)性，無法阻止熔鹽與基體進(jìn)一步接觸，導(dǎo)致基體與熔鹽不斷發(fā)生反應(yīng)，這與腐蝕產(chǎn)物表面形貌分析所得結(jié)論一致。由表2元素分析及圖3(b）、（c）可看出，2.25Cr1Mo及P91鋼在熔鹽環(huán)境中浸泡500h后的腐蝕產(chǎn)物主要以（Fe,Cr)3O4為主，而2.25Cr1Mo由于Cr含量較少，所以在其表面也形成了少量的Fe2O3和Fe3O4。Cheng等[12]研究表明，Cr-Mo鋼在硝酸熔鹽中的腐蝕行為滿足以下反應(yīng)：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3250124