1Cr13不銹鋼滲鋁工藝及其在熔鹽中的腐蝕行為研究.pdf

1、太陽能作為一種綠色清潔的可再生能源，能夠滿足人類可持續(xù)發(fā)展的需要。但是太陽能的間歇性決定了必須有合適的傳蓄熱介質以保證在太陽輻照強度不足時仍然能使太陽能發(fā)電持續(xù)穩(wěn)定地運行。熔融鹽因具有良好的導電性，導熱性和高溫穩(wěn)定性等優(yōu)勢成為未來太陽能熱發(fā)電工程中理想的傳蓄熱介質，其中由Na2CO3，K2CO3和Li2CO3組成的三元混合碳酸鹽在繼承了傳統(tǒng)二元碳酸鹽熱穩(wěn)定性好，不易產(chǎn)生污染等優(yōu)勢的基礎上，克服了傳統(tǒng)碳酸鹽熔點高，粘度大等弊端，有望在未來

2、得到推廣應用。但由于熔鹽通常在高溫下使用，由金屬構成的熔鹽罐等設備面臨被腐蝕的嚴重問題，因此必須對金屬材料在熔鹽中的腐蝕行為以及金屬材料表面耐熱蝕涂層的制備進行研究。
　　本研究以此為出發(fā)點，選用成本相對不是很高且在高溫下具有一定抗氧化性能的1Cr13不銹鋼作為基體，通過熱浸滲鋁工藝在不銹鋼表面制備Fe-Al合金滲層。滲鋁包括熱浸鍍鋁和熱擴散兩個過程。首先通過熱浸鍍在1Cr13不銹鋼表面形成一層鋁層，研究不同的助鍍劑和浸鍍溫度對鍍

3、層完整性，鍍層平均厚度，鍍層均勻性的影響規(guī)律。結果表明，當助鍍劑為4％KF+2%NaF混合溶液，熱浸鍍溫度為750℃時得到的鍍層綜合性能最佳。隨后在不同溫度，不同時間的工藝條件下進行熱擴散實驗，通過掃描電鏡和能譜儀對滲層的形貌和成分分析，結果表明當擴散溫度為800℃，擴散時間為6h，既能保證滲層具有一定的厚度，滲層當中也不會產(chǎn)生內氧化等缺陷，是相對較好的擴散工藝參數(shù)。
　　隨后分別對未滲鋁和滲鋁的1Cr13不銹鋼在三種不同的(Na

4、-K-Li)2CO3熔鹽中的腐蝕行為進行研究，采用掃描電鏡和能譜儀分別對腐蝕區(qū)的形貌和成分進行測定和分析，用X射線衍射儀對表面腐蝕產(chǎn)物進行物相分析，并測定了腐蝕動力學曲線。研究發(fā)現(xiàn)在成分為60%Na2CO3-30%K2CO3-10%Li2CO3和20%Na2CO3-50%K2CO3-30%Li2CO3兩種熔鹽當中1Cr13不銹鋼表面腐蝕破壞較嚴重，腐蝕增重明顯，氧化膜最外層呈疏松結構。而在成分為30%Na2CO3-30%K2CO3-40