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研究结构工程材料在高温含硫气氛中的腐蚀行为在工业生产中非常重要。310不锈钢是在高温氧化环境中应用较为广泛的耐热钢。本文采用热重分析(TG),金相显微镜(OM),X射线衍射仪(XRD),带有能谱的扫描电子显微镜(SEM/EDX)及电子探针(EPMA),研究了310不锈钢在高硫、低氧气氛中的高温腐蚀,固体粉末涂层及多弧离子镀涂层对310不锈钢抗高温腐蚀性能的影响及高温腐蚀机理。希望发展适用于310不锈钢的抗高温腐蚀涂层。 目前对煤的转化系统和CS2反应炉等接触含硫介质设备的设计,要求提供合金在含硫气氛中的腐蚀数据。研究了310不锈钢在一定温度和硫压下的腐蚀问题,尤其是化学成分对硫化的影响。在700℃,10000h长时间运行的310不锈钢在晶界析出大量σ相,引起Cr在晶界附近的贫化,造成沿晶界腐蚀。 310不锈钢在550~650℃,常压下,0.5%SO2/S2/2.0%N2及2.3%SO2/S2/8.8%N2条件下的高温氧化/硫化行为。实验表明:310SS的腐蚀速率随温度升高而升高:当温度相同时,气氛中VS2/VSO2升高时,腐蚀速率也升高,但变化不大。腐蚀产物主要可分为三层:外层是由Fe1-xS,NiO及少量的Fe2O3组成,疏松多孔、脆、易剥落、呈黑色;中间层山FeCr2S4和少量Cr2O-3组成;内层很薄,不连续,由NiCr2S4,少量Cr3S4和Cr2S4组成。外层由Fe、Ni向外扩散形成;而中间层及内层山O、S向内扩散形成。腐蚀动力学曲线呈抛物线。由氧化物-硫化物混合产物组成的中间层较致密,对控制整个传质过程起主要作用。 在600℃,一个大气压下的2.3%SO2/S2/8.8%N2气氛中,固渗Al,B-Al及先渗B后渗Al三种涂层均明显提高了抗高温高硫腐蚀能力(其中先渗B后渗AI效果最为明显):渗 B涂层对提高基体抗高温气体腐蚀作用不大;固渗 MO样品中的*。元素只有少量固溶在基体材料表面,其恶化了材料的耐蚀性。 采用多弧离于镀方法,在 310不锈钢基体上分别镀覆了 M。,Nb,AI,NbAI,MO-Al@膜,并探讨了不同的工艺参数如:基片负偏压,弧电流和镀覆时间)对镀膜成份、镀膜厚度的影响。研究了上述 5种镀膜样品在 600 C的2.3%SO//8.8%N大总压为fat叫’飞氛环境下的腐蚀行为。实验表明:该五种镀膜样品的腐蚀动力学曲线均遵循抛物线规律。镀MO,Nb,Nb-AI薄膜样品的抗腐蚀性能比基体引 0不锈钢差;而镀川,M。叭 薄膜样品的抗腐蚀性能忧于基体材料。认为在腐蚀过程中镀膜所形成的腐蚀产物层中,宏观缺陷仲:裂缝,孔隙)的出现是使腐蚀速度增加的主要原因。