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在高温燃气环境中工作的高温合金部件,其使用寿命常常取决于对环境所引起的腐蚀作 用的抵抗能力。当有一层燃烧产物沉积于合金表面时,腐蚀过程因为影响因素的增多而变得 愈加复杂。它们包括:温度、气相组分、沉积物的组成和状态、以及合金本身等。某种特定 的工作环境,有特定的腐蚀过程。为适应这种环境的需要,有必要对合金在该环境中的腐蚀 行为做些了解,以便找到合适的使用材料。 本工作主要对3种钴基合金在900°C、Na2SO,-K,SO,燃煤灰粉这种特定环境中的腐蚀 行为进行研究,根据实验结果,以期对所用实验合金在该特定环境中的使用性能、遭受腐蚀 破坏的主要形式、以及有关的影响因素等有较好的了解,为改善合金抗腐蚀性能提供必要的 实验依据。 1实验用材料和方法 实验材料为3种铸态钴基高温合金,其成分如表1所示。试样外形尺寸约为1.0cm× 1.0cm×0.5cm,试验前磨到600砂纸后用丙酮清洗。 表1实验合金化学成分 Table 1 Chemical position of alloys i 样 成 分 加工状态 No Co Ni Cr Ta 余 30 佛态 余 30 铸态 曾 办 10 25 0.5 铸态 将试样置于装有25wt%Na2SO,~75wt%K2S0,混合盐的石英坩埚中,露出一面与空气 接触,随同坩埚一起推入管式炉内。试验温度为900°C,保温一定时间后取出,通过X-射线 衍射及电子显微技术对腐蚀产物进行分析,并通过35S放射性同位素示踪技术对硫在合金内 的侵入和分布形态进行了观测。 曾利用35S放射性同位素示踪技术对硫的热腐蚀行为做过一些研究【1~2】。在实验中, 35S通过Na235S0,K,35SO,引人。方法是:将试样埋人预先配制的Na235S04-K235S0, -燃煤灰粉中(比例为2.5:7.5:90),一起送入温度保持在900°C的管式炉内,保温一定时 间后取出冷却,然后对合金内35S的放射性强度进行测量,从而得到35S沿合金基体方向上的 分布曲线。还通过放射性同位素自射线照像对35S在合金内的分布形态进行了观测。 2实验结果 图1所示为合金Co-30Cr在25wt%Na2S0。-75wt%K,S04,900°C条件下保温160h后的 断面形貌及相应的元素面分布。合金表面是一琉松氧化物层,X-射线衍射分析表明主要由 C「2O31CoC「,O,组成,基体内靠近表面区域是一些弥散的内析出物,与铬和疏的分布相吻 120在高温燃 气环 境中工作的高温 合金部件 , 其使用 寿命 常常取 决于对环 境所 引起的腐蚀作 用的抵 抗能 力 。 当有一层燃烧产物 沉积于 合金 表面时 , 腐蚀过程 因为影响 因素的增多而 变得 愈加复杂 。 它 们包括 温 度 、 气相组 分 、 沉积物的组 成和状态 、 以 及 合金本身等 。 某种特定 的工作环 境 , 有特定的腐蚀过程 。 为适应这 种环 境的需要 , 有必 要 对 合金在 该环 境 中的腐蚀 行为做些 了解 , 以便找到 合适的使用材料 。 本工 作主要 对 种钻基 合金在 “ 、 ‘ 一 ‘ 燃 煤 灰 粉这 种特 定环 境 中的腐蚀 行为进 行研 究 , 根据实验结果 , 以 期对所 用 实验 合金在该特定环 境 中的使用性能 、 遭受腐蚀 破 坏 的 主要 形式 、 以及 有关的影响 因素等有较好 的了 解 , 为改 善合金 抗腐蚀性能提供 必要的 实验依 据 。 实验 用材料和方法 实验材料为 种铸 态 钻基 高温 合金 , 其成 分如 表 所 示 。 试 样 外 形 尺 寸 约 为 , 试验前 磨到 。 ’ 砂纸后用 丙酮 清洗 。 表 实验合 金化学成分 一 一 铸 态 铸态 铸态 余余 将 试样置于装 有 ‘ 一 ‘ 混 合盐 的石 英钳 祸 中 , 露 出一面 与空气 接触 , 随 同增祸 一起推入 管式 炉 内 。 试验温 度为 。 。 。 , 保温 一定时间后取 出 , 通过 一 射线 衍射 及 电子显 微技术对 腐蚀产物 进行分析 , 并通过 “ 放 射性同位素示踪技术对硫 在合金 内 的 侵人 和 分布形态进行了观侧 。 曾利 用 ’ 放 身训隆同位素示踪技 术对硫 的热 腐蚀 行为做过 一些研究 ’ 一 。 在 实验 中 , 通 过 ’ ‘ , ’ ‘ 引人 。 方法是 将试样 埋人 预先配 制的 ” 一 ’ ‘ 一 燃 煤 灰粉 中 比例为 , 一起送入温度保持 在 ” 的 管式炉 内 , 保温 一定时 间后取 出冷却 , 然后对 合金 内 ’ “ 的放 射性强 度进 行测量 , 从而得到 ” 沿 合金 基体方向上 的 分布曲线 。 还通 过放射性 同位素 自射线照 像对 ” 在 合金内的分布形 态进行了 观测 。 实 验 结 果 图 所示为合金 一 在 ‘ 一 ‘ , 条件下保温 后 的 断 面形 貌及 相应 的元素面分布 。 合金 表 面是 一 疏松 氧化物 层 , 一 射 线 衍射分析表 明 主要 由 和 ‘ 组 成, 基体 内靠近 表面区 域是一些 弥 散的 内析出物 , 与铬和硫 的分布相吻
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