高效超超临界机组用材HR3C和HR6W的热腐蚀行为及机理研究

鲍颖群¹，苟远波²，梁志远³

1. 浙江省特种设备科学研究院2. 西安航天动力研究所3. 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室

摘 要：为对比熔盐环境下典型耐热钢HR3C和铁镍基合金HR6W的热腐蚀行为及机理,在高温腐蚀试验系统上开展了750℃和810℃条件下1 000 h的熔盐腐蚀试验,利用扫描电镜、X射线衍射仪及能谱分析仪等表征了腐蚀产物成分与分布。结果表明:HR6W的腐蚀增重和腐蚀产物厚度均低于HR3C的;试验早期耐热材料的腐蚀主要受离子扩散控制,后期保护膜失效材料主要以失稳腐蚀为主。材料表面腐蚀产物主要为块状尖晶石结构和瘤状团聚物。产物主要为（Fe,Cr）₂O₃和Fe₂O₃,并有少量（Ni,Mn） Cr₂O₄。温度对于腐蚀过程的影响主要体现在提高反应离子活性与扩散速率,加速腐蚀的快速进行生成对应的腐蚀产物。模拟熔盐以熔融态盐膜形式沉积在耐热材料表面发生热腐蚀行为,且腐蚀层疏松多孔、层次分明,呈复合结构,即腐蚀外层为富Fe氧化物,腐蚀内层为富Cr氧化物,基体内侧出现明显内硫化区域。铁镍基合金HR6W的抗腐蚀性能优于耐热钢HR3C。

关键词：超超临界机组;热腐蚀;机理;HR3C;HR6W;腐蚀产物;熔盐;