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P92钢作为超超临界火电机组用钢,具有优异的高温力学性能和抗蠕变性能。在工况服役条件下,一方面,P92管道内壁因介质作用会受到不同程度的氧化。另一方面,其管道外部因燃料燃烧产生的硫酸盐、卤化物和其他混合盐沉积造成热腐蚀。热腐蚀会导致金属基体的不断损耗,进而引发灾难性的事故。在钢的表面制备Ni-Al化合物复合涂层,是提高材料高温抗氧化和热腐蚀性的有效措施。 本文首先在P92钢表面进行电镀镍,随后利用粉末包埋法在镍层上进行低温热渗铝,制备出含有稀土的Ni-Al化合物复合涂层。随后对P92钢稀土Ni-Al复合涂层进行不同温度(600℃和650℃),不同腐蚀剂配比(Na2SO4:NaCl质量比3:1和3:2),不同时间(总时间为504h)条件下的热腐蚀。通过数码相机对热腐蚀试样的宏观形貌进行观察,利用带有能谱(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)进行截面元素的分布分析,凭借X射线衍射(XRD)对腐蚀产物物相进行分析。结果表明:P92钢Ni-Al化合物复合涂层的低温热腐蚀层厚度随热腐蚀时间、热腐蚀温度和腐蚀剂中NaCl的含量增加而增加,且在腐蚀温度为600℃(650℃)时,腐蚀时间为504h时,腐蚀剂Na2SO4:NaCl质量比为3:2较配比为3:1腐蚀层厚度增加131μm(177μm),平均腐蚀速率增大15.87mg·d/dm2(4.28mg·d/dm2)。P92钢Ni-Al化合物复合涂层在腐蚀温度为600℃/650℃腐蚀时间为48h,腐蚀产物只有Al2O3;当腐蚀时间为276h时,腐蚀产物为Al2O3、NiO、Ni3S2;当腐蚀时间为504h后的低温热腐蚀的腐蚀产物主要为NiO、Ni3S2、Fe2O3、Fe3O4及NiFe2O4,内层有S-Cr的化合物(Cr2S3)生成,腐蚀产物较疏松呈黑褐色,且腐蚀产物以片层状剥落。P92钢Ni-Al化合物复合涂层的低温热腐蚀存在孕育期,在温度为600℃、腐蚀剂配比为Na2SO4:NaCl质量比为3:1(3:2)时,其低温热腐蚀孕育期约为340h(320h);温度为650℃、腐蚀剂配比为Na2SO4:NaCl质量比为3:1(3:2)时,孕育期约为190h(96h)。