不同温度下DSM11镍基高温合金热腐蚀试验
2023-07-08刘明坤李艳明佟文伟
刘明坤,李艳明,刘 宇,刘 欢,佟文伟,乔 志
(中国航发沈阳发动机研究所,沈阳 110015)
0 引言
DSM11 镍基高温合金是以镍为基体,能在600~900℃高温下稳定工作,具有较好的抗氧化性、抗燃气腐蚀性、抗疲劳性等优良的综合性能,是燃气轮机涡轮叶片不可替代的关键结构材料[1-3]。海洋环境中含有大量的盐粒,在高温下含硫的燃气与NaCl 等盐粒作用,在发动机涡轮叶片表面沉积1 层混合熔融盐(NaCl、Na2SO4等)膜,溶解和破坏表面的保护性氧化物,造成涡轮叶片的热腐蚀[4-6]。
国内外学者对镍基高温合金的热腐蚀性和机理进行了大量研究。环境温度、腐蚀介质、合金成分等因素对镍基高温合金的热腐蚀性均有影响[7-9],对高温合金产生腐蚀作用的主要腐蚀介质包括NaCl、Ca-Cl2、Na2SO4和K2SO4等氯化物和硫化物[10-11]。卢旭东等[12-13]研究了镍基单晶高温合金在硫酸盐中的热腐蚀行为,发现合金在熔盐腐蚀后表面形成的氧化物会发生碱性溶解,并且出现严重的内硫化和内氧化现象;叶赟等[14]发现Inconel625 合金在热腐蚀后表面生成不连续氧化层,O和S易侵入基体,对基体腐蚀较严重;刘波等[15]研究了Inconel625 合金在氯化物熔盐中的腐蚀行为,得出了腐蚀程度随着腐蚀温度的升高而加剧的结论;Zhang 等[16]研究了Ni-20Cr-18W 合金在Na2SO4和NaCl 混合盐中的热腐蚀行为,发现热腐蚀层呈现明显的双层结构;Li等[17]研究表明预氧化处理和增加合金中铝的质量分数可在合金表面形成Al2O3保护膜,有效提高合金的抗热腐蚀性能;Han 等[18]研究了Ni-xCr-6.8Al 合金在Na2SO4和NaCl 混合盐中的热腐蚀行为,表明Ni-xCr-6.8Al合金的质量损失随着Cr 元素质量分数的增大而减少,合金热腐蚀的机理符合“酸碱熔融模型”机制。……
