AlCrNbSiTi高熵合金涂层高温水蒸气腐蚀研究

采用磁控溅射在不同偏压条件下制备AlCrNbSiTi高熵合金涂层,通过分析不同偏压涂层的形貌、化学成分、硬度,以及被水蒸气腐蚀后的涂层形貌,研究偏压对AlCrNbSiTi涂层结构及性能的影响。结果表明,偏压对涂层表面粗糙度的调控非常显著,150 V偏压的样品表面粗糙度只有3.35 nm;50 V偏压的样品具有最大硬度和弹性模量,分别为18.19 GPa和232.4 GPa。涂层水蒸气腐蚀失效机制为点腐蚀,偏压为50 V时腐蚀坑出现时间最晚,耐腐蚀性能最好。

锆-4合金的水蒸气腐蚀动力学

研究了1000～1300℃区间内的锆-4合金水蒸气腐蚀动力学。结果表明：在腐蚀反应初期，锆-4合金的水蒸气腐蚀动力学符合抛物线规律；随腐蚀反应的进一步进行，锆-4合金由于其表面形成大量微裂纹而出现加速腐蚀现象。

提高小口径深孔阀门密封面抗高温水蒸气腐蚀性能的研究

设计了一套高温水蒸气腐蚀的试验装置,利用这套装置对比了用于小口径深孔阀门密封面上的三种焊层的抗高温水蒸气腐蚀性能.这三种焊层分别为:激光熔覆WF141合金层,手工电弧堆焊“丝111”和“堆547Mo”合金层.采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和能谱分析仪对腐蚀试样进行了分析,讨论了合金成分、焊层工艺等对密封面高温水蒸气腐蚀行为的影响.结果表明,激光熔覆WF141合金层具有优异的抗高温水蒸气腐蚀性能.

水蒸气腐蚀对锌基钎料组织与性能的影响

针对锌基钎料在夏天湿热环境下的脆断行为,通过水蒸气腐蚀试验模拟了夏季湿热大气环境,研究了水蒸气腐蚀对锌基钎料显微组织与力学性能的影响。结果表明,在100℃水蒸气环境下放置10 h,钎料外围出现大量周向及径向裂纹;钎料发生晶间腐蚀,树枝状α相粗大化,晶界上有腐蚀产物堆积;β相的脱溶分解明显;各相中均出现了氧元素,且富铝α相中的氧含量高于β相,即钎料中铝元素含量越高越易氧化;钎料组织形貌、成分的变化,导致钎料硬度增大、韧性变差,出现"脆断"现象。

Lu-Si-O体系在高温水蒸气环境中的腐蚀行为

采用溶胶-凝胶法制得三种镥硅酸盐体系粉体材料.以氧化物的摩尔比来表示此三种粉体,分别为:Lu2O3.SiO2、Lu2O3.2SiO2和Lu2O3.2.26SiO2.在1400℃、50%H2O-50%O2静态常压气氛下,研究了它们的耐水蒸气腐蚀性能.以单位面积重量变化率表征材料的耐水蒸气腐蚀性能,结合X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜能谱分析(SEM-EDS)等分析手段,揭示了镥硅酸盐体系在高温水蒸气环境中的腐蚀机制和反应机理.结果表明:三种原始粉体主要物相依次为:Lu2SiO5+Lu2Si2O7、Lu2Si2O7+SiO2和Lu2Si2O7+SiO2.在水蒸气作用下,Lu2SiO5相与Al2O3反应生成新相Lu3Al5O12,而Lu2Si2O7相并未受到水蒸气的作用而发生任何反应,表现出优异的化学稳定性.

喷丸对TP304H钢高温水蒸气氧化行为的作用

研究了表面喷丸形变处理对TP304H钢在610～770℃水蒸气中的氧化行为的影响,采用SEM、EDX和EPMA分析了不同喷丸强度对合金水蒸气氧化65h的氧化膜形貌、结构和表面合金元素的影响.结果表明:表面喷丸形变可有效减缓氧化动力学速度,在0 5MPa喷丸强度和730℃条件下提高抗氧化性能的效果最好,表面氧化膜颗粒得到细化,膜中Cr相对浓度明显提高,氧化膜物相构成由纯Fe和Fe、Cr混合氧化物转变为Cr2O3.分析认为:表面喷丸形变处理增加了合金表层区域的位错、空位等缺陷浓度,提高了氧化初期的形核密度,为Cr提供了大量短路扩散通道,降低了Cr选择氧化的临界浓度;基体表层Cr的短路扩散保证了Cr2O3膜稳定生长的扩散通量,从而抑制了Fe氧化物的形成.

38CrMoAl活塞杆耐腐蚀性能研究

采用小多弧离子镀制备了TiN涂层。通过金相显微镜、分析天平及X射线衍射(XRD)研究了有无镀覆TiN涂层的活塞杆材料(38CrMoAl)在高温、水蒸气及酸性条件下的耐腐蚀性能。结果表明,200℃下两种样品未被氧化,400℃下38CrMoAl样品表面氧化,而镀有TiN薄膜的样品表面无明显变化,600℃下镀有TiN涂层样品氧化;3种腐蚀条件下,有TiN涂层的38CrMoAl活塞杆比未镀覆涂层的活塞杆耐腐蚀性能好。

硅基非氧化物陶瓷表面环境障涂层的研究进展

硅基非氧化物陶瓷如Si3N4和Si C及其复合材料具有优异的物理性能和高温力学性能,在航空发动机的高温热端部件上展示出了巨大的应用潜力。制约其应用的主要因素是在发动机工作环境下,硅基非氧化物陶瓷容易与水蒸气反应生成挥发性的Si(OH)4,导致其尺寸减小、性能退化。环境障涂层是一种在发动机环境下使用的高温结构材料表面的防护涂层,它可以阻止或减小发动机环境对高温结构材料性能的影响。本文的目的是回顾硅基非氧化物陶瓷表面环境障涂层的发展历史,介绍环境障涂层的分类、特点、不同体系的性能及最新进展,并指出环境障涂层的发展方向。

Hf对ODS-FeCrAl合金微观组织及性能的影响

为研究少量添加的Hf对ODS-FeCrAl合金微观组织及性能的影响,通过机械合金化和后续的热等静压工艺研制两种14Cr-ODS-FeCrAl合金,对其进行微观结构、力学性能、1200℃空气抗氧化性能和1200℃水蒸气抗腐蚀性能测试。TEM结果表明,两种合金中YAlO3氧化物析出相细小弥散,而Hf的添加促进合金基体中生成颗粒尺寸更加细小的Y2Hf2O7纳米氧化物。由于纳米氧化物Orowan的强化机制,两种合金均具有优异的室温与高温力学性能。XRD和SEM结果表明,两种合金经过1200℃空气氧化与1200℃水蒸气腐蚀后,表面均形成均匀致密的α-Al2O3膜,对合金起保护作用。Hf添加有利于合金在1200℃水蒸气腐蚀条件下形成更加均匀的α-Al2O3膜,抑制Al3+的向外扩散,避免合金内部晶界处形成空穴。

锆合金包壳管内壁SiC涂层的PECVD制备与性能

提出一种新型便捷的等离子体增强化学气相沉积法(plasma enhanced chemical vapor deposition,PECVD),在细长的锆合金包壳管(外径9.5 mm,壁厚0.57 mm,长度200 mm)内壁制备厚度分别3μm和5μm的SiC涂层,用扫描电镜观察涂层的微观结构,并测试其抗热冲击性能和抗高温水氧腐蚀性能。结果表明,该制备方法可快速、高效地在包壳管内壁沉积SiC涂层,涂层致密且光滑平整,无论在包壳管的轴向或径向方向,涂层厚度均匀一致。涂层与锆合金基体结合良好,具有良好的抗热冲击性能,1200℃高温淬火后不发生剥落。SiC涂层可隔绝锆合金与高温水蒸气接触,有效保护锆合金包壳管,防止其被氧化。

某厂低温补燃炉过热器管剩余寿命预测

大修原理是根据"浴盆"曲线得来的,这种检修方式具有片面性,发现问题不及时。而基于状态的检修已成为主流,它用先进的监测和探测技术来判断设备是否需要检修。某厂锅炉由一台环冷机烟气锅炉和一台低温补燃炉组成,额定负荷分别为30t/h和27t/h。运行三年后发现补燃炉高温过热器管(15CrMo)内壁碳化严重进行更换,高温过热器管的使用寿命远远低于其设计寿命。本文从高温蠕变、高温水蒸气腐蚀和金相分析三个方面说明高温过热器管寿命低于其设计寿命的原因。

1580热轧层冷辊道改造

1580层冷辊道的现有设备由于原设计时没有考虑到冷却水水质问题,冷却水遇到热钢板会产生大量水蒸汽,水蒸汽和部分热水会对层冷辊道设备产生腐蚀而且腐蚀速度很快,严重影响正常生产,备件更换频繁,检修费用居高不下。改造后能大大降低层冷辊道的总体故障时间,检修的费用,以及电机的消耗。