700℃超超臨界鍋爐過熱器管候選材料的高溫腐蝕試驗(yàn)研究.pdf

1、Inconel740H具有良好的高溫持久蠕變性能、耐高溫腐蝕性能和結(jié)構(gòu)組織穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，能很好地滿足700℃級超超臨界機(jī)組高蒸汽參數(shù)要求，成為700℃級超超臨界鍋爐過熱器和再熱器管材的主要候選材料。超超臨界鍋爐過熱器和再熱器管存在壁溫高、煙側(cè)具有腐蝕性氣氛和積灰等特性，容易出現(xiàn)煙側(cè)腐蝕，導(dǎo)致管壁厚度減薄和失效，給電廠的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)方面造成隱患。
　　本文研究Inconel740H在兩種腐蝕環(huán)境和兩個(gè)溫度中的煙氣側(cè)腐蝕行為和腐蝕

2、機(jī)理。采用增重法得到試樣重量的變化，繪制合金試樣的腐蝕動(dòng)力學(xué)曲線，以分析其腐蝕速率的變化;采用X射線衍射儀分析試樣腐蝕層產(chǎn)物;使用帶能譜儀的掃描電子顯微鏡分析合金的表面形貌、橫截面形貌和元素分布情況。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果如下:
　　Inconel740H在過熱器底部渣環(huán)境中的腐蝕機(jī)理主要是高溫氧化、內(nèi)氧化和晶界腐蝕。合金在腐蝕初期主要發(fā)生高溫氧化和內(nèi)氧化，腐蝕產(chǎn)物主要是Cr2O3;隨著腐蝕時(shí)間延長，內(nèi)氧化不斷加重，合金發(fā)生晶界腐蝕，對基體

3、產(chǎn)生破壞，晶界腐蝕產(chǎn)物主要是Al2O3，合金表面腐蝕層產(chǎn)物主要是Cr2O3和少量的Cr1.3Fe0.7O3和(Cr0.88Ti0.12)2O3。在750℃中，合金在腐蝕初期未能形成連續(xù)的Cr2O3層;而在780℃中，合金在腐蝕初期形成致密度低的Cr2O3層，其腐蝕動(dòng)力學(xué)曲線整體呈線性規(guī)律，線性擬合方程為:y=0.65253+2.7937*10-4x。
　　Inconel740H在兩個(gè)溫度的合成灰中具有相似的腐蝕行為，主要發(fā)生高溫氧

4、化、硫的點(diǎn)腐蝕、內(nèi)氧化和低溫?zé)岣g。合金的整個(gè)腐蝕過程可分為兩個(gè)階段:初始腐蝕階段和加速腐蝕階段。合金在初始腐蝕階段形成連續(xù)的Cr2O3層，主要發(fā)生高溫氧化、硫的點(diǎn)腐蝕和Al的內(nèi)氧化，合金表面腐蝕層物質(zhì)主要是Cr2O3、Fe2O3和Al2O3，其中Fe2O3和Al2O3是合成灰的組分;隨著腐蝕時(shí)間延長，合金發(fā)生低溫?zé)岣g，進(jìn)入加速腐蝕階段，Cr2O3層減薄，內(nèi)氧化加重，腐蝕層出現(xiàn)分層現(xiàn)象:外層是熔融煤灰層，溶入大量的煤灰，變得疏松多孔;

5、中間層是Cr2O3層;內(nèi)氧化層是點(diǎn)腐蝕和內(nèi)氧化。腐蝕層物質(zhì)主要是Fe2O3、(Fe0.6Cr0.4)2O3、SiO2和Al2O3，其中Fe2O3、SiO2和Al2O3是合成灰的組分。合金在兩種腐蝕溫度下具有相似的腐蝕動(dòng)力學(xué)曲線，均存在低溫?zé)岣g導(dǎo)致的加速腐蝕階段。
　　Inconel740H在腐蝕過程中發(fā)生嚴(yán)重的貧Cr現(xiàn)象，Al等元素的相對含量增高，基體隨著腐蝕時(shí)間和溫度的增加發(fā)生嚴(yán)重的內(nèi)氧化或者晶界腐蝕，由于Cr2O3層、基體/