高温腐蚀防护

2022(6):887-895. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000601

[摘要](183) [HTML](84) [PDF 4.57 M](321)

摘要:
对3种不同Ru元素含量的新型镍基高温合金铸态、热处理态的组织进行观察，研究了Re元素对合金凝固组织的特征及元素偏析行为的影响。结果表明：随着Ru元素含量（质量分数）的增加，合金γ′相的回熔温度及固相线温度（初熔温度）分别升高和降低，而液相线温度无显著变化；铸态合金组织的枝晶偏析明显，其枝晶干和枝晶间γ′相的尺寸及体积分数均呈下降趋势；铸态合金的主要强化元素的偏析，呈先升高后降低的趋势；经标准热处理后，合金中共晶组织消除，Ru元素含量的增加降低了合金的最高固溶处理温度。

2 预氧化提高Ti-48Al-2Nb-2Cr合金的抗热腐蚀性能

李哲轩，梁君岳，李鑫奇，刘会军，伍廉奎

2022(6):896-904. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000602

[摘要](100) [HTML](48) [PDF 5.61 M](387)

摘要:
TiAl合金具有优异的高温性能，但在高温下的抗氧化性和耐腐蚀性较差，从而阻碍了其在工程中的实际应用。以Ti-48Al-2Nb-2Cr合金为研究对象，为其免受热腐蚀侵蚀，通过预氧化在其表面制备一层致密的保护膜，研究预氧化处理对Ti-48Al-2Nb-2Cr合金在Na₂SO₄（质量分数75%）+NaCl（质量分数25%）混合盐环境中的热腐蚀行为及氧化层组成和结构的影响。结果表明：经700 ℃氧化100 h后，预氧化试样的氧化增重仅有0.47 mg?cm^-2；预氧化处理的Ti-48Al-2Nb-2Cr合金表面为多层氧化物结构，最外层形成了连续、致密的TiO₂层，并且氧化层与基体具有良好的结合力，从而有效阻止了熔盐向合金内部扩散，进而显著提高了合金的抗热腐蚀性能。因此，通过预氧化的方式可提高TiAl合金表面的抗热腐蚀性能。

3 高速激光熔覆Inconel 625/Y₂O₃复合涂层高温耐磨性能研究

桂万元，毕文亚，钟诚，付凯，丁宇航，吴韬，聂宝贤，王晓明

2022(6):905-911. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000603

[摘要](135) [HTML](66) [PDF 4.18 M](477)

摘要:
添加碳化物和难熔金属元素，可以显著提高激光熔覆技术制备Inconel 625合金涂层的耐磨性，但添加氧化物对合金涂层的高温耐磨性的影响研究较少，其作用原理尚未揭示。为此，采用高速激光熔覆技术，在20G钢板基体上成功制备了Inconel 625涂层和Inconel 625/Y₂O₃复合涂层，并对他们的微观组织及高温耐磨性进行了系统地研究。结果表明：在凝固过程中Y₂O₃作为形核剂，其可使晶粒细化及晶粒取向分布更加随机；Inconel 625涂层和Inconel 625/Y₂O₃复合涂层均表现出在激光熔覆层/基体界面搭接处的硬度最高，与Inconel 625涂层相比，Inconel 625/Y₂O₃复合涂层搭接处的硬度更高约为275 HV_0.5；与基体和Inconel 625涂层相比，Inconel 625/Y₂O₃复合涂层具有更低的高温摩擦磨损系数，其高温摩擦系数仅为0.2；通过对比高温磨损后微观组织形貌后发现，Inconel 625/Y₂O₃复合涂层的耐磨性能最好。

4 硫氯含量对TC4渗铝涂层高温腐蚀性能的影响

董天乐，郑家银，陈淑娴，钱荟如，吴多利

2022(6):912-919. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000604

[摘要](77) [HTML](29) [PDF 3.92 M](221)

摘要:
针对垃圾焚烧炉受热面的高温腐蚀，分析了硫/氯协同作用对涂层高温腐蚀性能的影响，以期为未来涂层服役性能的提升提供理论指导，促进垃圾焚烧发电的发展。在实验室模拟气氛（体积分数95%）+O₂（体积分数5%）条件下，对涂有Na₂SO₄盐、NaCl盐及NaCl+Na₂SO₄混合盐的TC4渗铝样品进行600 ℃的高温腐蚀实验，并利用扫描电镜（SEM）、能量色散光谱仪（EDS）和X射线衍射（XRD）等手段对试样进行了分析。结果表明：当喷涂Na₂SO₄溶液时，涂层表面发生微弱的腐蚀；当喷涂NaCl+ Na₂SO₄（质量分数比1:2）混合盐溶液时，在涂层表面生成了多层结构的腐蚀氧化层；当喷涂NaCl溶液时，涂层表面发生了严重的腐蚀，腐蚀产物主要是富含Al、Ti的氧化物和氯化物。在腐蚀过程中，氯化钠在高温下形成Cl^-1，其穿透初期形成的氧化膜，随后生成的金属氯化物在高温下汽化，向外扩散到达表面氧分压较高的区域时又被氧化为金属氧化物，此过程连续循环，使表面的多层氧化膜不断被腐蚀，随着Cl^-1浓度的增加样品的腐蚀更加严重，但S和Cl的协同作用可以降低涂层的腐蚀速率。

5 长期服役P91钢蒸汽管道焊接接头显微组织及力学性能研究

田成川，赵海，田妮，刘杨，郦晓慧，王巍麟

2022(6):920-927. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000605

[摘要](101) [HTML](34) [PDF 4.65 M](379)

摘要:
P91钢被广泛应用于大型电站的发电机组和蒸汽管道等关键部位。长期服役会导致P91钢蒸汽管道性能退化，目前研究多关注长期服役对母材性能的影响，而对焊接接头各部位的显微组织和力学性能缺乏系统研究。因此，分别从未服役的P91钢蒸汽管道的母材（NBM）和已服役74 000 h的P91钢蒸汽管道焊接接头的母材（BM）、热影响区（HAZ）焊缝（WZ）取材，利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、硬度计和拉伸试验机，研究长期服役对P91钢蒸汽管道焊接接头的显微组织和力学性能的影响。结果表明：相比于NBM，BM和WZ的硬度和拉伸性能均未出现退化迹象，而HAZ的拉伸性能在硬度基本未变的情况下显著退化，表明硬度不能用于判断服役时间低于74 000 h的P91钢蒸汽管道焊接接头的寿命。焊接时高温热循环回火使HAZ的马氏体板条和碳化物发生粗化，且碳化物沿马氏体板条界面连续析出分布，对HAZ的拉伸性能已造成一定程度的损害。长期服役使本已老化的HAZ显微组织明显退化，致使其拉伸性能显著下降，断裂模式由韧窝断裂转变为韧窝和准解理复合断裂。

6 TiAlN涂层对钛合金的热腐蚀防护作用研究

梁愉，李钰，赵敏霞，张腾飞，强豪，张明明

2022(6):928-933. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000606

[摘要](87) [HTML](53) [PDF 1.90 M](369)

摘要:
钛合金在高温含盐环境下服役时，易发生高温腐蚀现象。为了提高钛合金抗高温腐蚀性能，采用离子镀技术在TC4钛合金基体上沉积了TiAlN涂层，并研究了涂层的抗高温腐蚀防护性能。研究结果表明：TiAlN涂层结构均匀稳定、与基体结合良好，表面生成了少量的熔滴颗粒，涂层由Ti(Al)N物相组成；TC4基体经550 ^oC腐蚀后，在表面形成了尺寸较大的凸起，较厚的腐蚀产物膜由TiO₂相组成，腐蚀产物的结构疏松、分层、无保护性，表明TC4基体的抗腐蚀性较差；而TiAlN涂层表面的熔滴被氧化腐蚀，在涂层上方形成了一层均匀、致密、连续的Na₂Al₂Ti₆O₁₆钠盐产物膜，涂层内部并未出现开裂、分层现象，表现出涂层较好的抗腐蚀性。

7 SOFC金属连接体Mn-Co尖晶石防护涂层掺杂改性研究进展

杨壮壮，江舟，文魁，宋琛，刘太楷，邓畅光，邓春明，朱晖朝，张留艳

2022(6):934-941. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000607

[摘要](134) [HTML](47) [PDF 1.74 M](581)

摘要:
固体氧化物燃料电池（SOFC）具有能量转换效率高、燃料适用范围广等优点，具有广阔的应用前景。由于SOFC工作温度较高（600—800 ℃），金属连接体长期服役过程中会发生严重的氧化和元素挥发，导致电池性能衰退，降低其使用寿命，故而需要对金属连接体进行防护。在现有的防护涂层材料中，Mn-Co尖晶石涂层能有效抑制金属连接体的氧化和Cr挥发，被广泛用于金属连接体防护，但其高温电导率需要进一步提升。掺杂改性是一种有效提高Mn-Co尖晶石电导率和防护性能的方法。围绕Mn-Co尖晶石掺杂元素和改性方法，详细介绍了SOFC金属连接体Mn-Co尖晶石防护涂层的研究进展。