扩散路径分析模型及其在镍基合金高温水氧化研究中的应用

汪峰^1,2，Thomas M.Devine³

1. 国核(北京)科学技术研究院核电燃料与材料研究所2. 国家能源核级锆材研发中心3. 加州大学伯克利分校材料科学与工程系

摘 要：针对Inconel 600和Inconel 690合金在高温高压水环境中生成的腐蚀氧化膜,提出了扩散路径分析模型,阐明了氧化膜微观结构及其形成机理。基于氧化膜成分、合金成分、以及环境因素,构建了Inconel 600及Inconel 690合金的Ni-Cr-H₂O三元相图。Inconel 600合金高温高压水腐蚀的扩散路径表明,其氧化膜由内层Cr₂O₃与外层FeCr₂O₄尖晶石构成。通过Inconel 690合金高温高压水腐蚀的扩散路径分析可知,氧化膜由单一的Cr₂O₃构成。扩散路径分析结果表明,在Inconel 600氧化膜中,O^2-比Cr³⁺具有更高的扩散速率,而在Inconel 690氧化膜中,O^2-的迁移率较低,所受阻力较大,从而使得Inconel 600和Inconel 690合金氧化膜呈现出不同的微观结构。

关键词：扩散路径分析模型;镍基合金;高温水氧化;