Inconel X-750合金抗熱腐蝕性能

高溫合金的熱腐蝕防護主要從材料設(shè)計和使用維護兩方面考慮。材料設(shè)計是指在考慮材料的加工性能,經(jīng)濟性以及燃氣輪機不同熱端部件所需的相關(guān)性能的前提下,選用抗熱腐蝕性能好的材料。利用定向凝固合金.粉末冶金,細晶鑄造﹑單晶合金等材料制造技術(shù)可制造高抗熱腐蝕性能材料,但成本較高。在高溫合金的使用維護方面,采用防護涂層技術(shù)可以有效隔絕燃氣并防止熱腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。MCrAIY包覆涂層和陶瓷熱障涂層是防熱腐蝕效果較好的防護涂層,但陶瓷熱障涂層存在熱應(yīng)力剝落的問題,限制了其應(yīng)用范圍。

將Inconel X-750鎳基合金板材利用線切割技術(shù)切割成20 mm×40 mm×4 mm的片狀試樣,試樣的表面經(jīng)過水砂紙打磨,采用顆粒直徑為0.5 nm 的拋光劑進行拋光處理。Inconel X-750鎳基合金的化學成分見表l。

衡量合金抗熱腐蝕性能的高低,不僅要看其質(zhì)量的變化,更重要的是試樣腐蝕層深度。未處理試樣及LP試樣熱腐蝕60 h后的腐蝕層深度由放大200倍的腐蝕層截面形貌SEM圖測量得到,結(jié)果見表2

未處理試樣熱腐蝕60 h后腐蝕層的EDS能譜見表3

對比了Inconel X-750鎳基合金在不同激光脈沖能量下LP試樣與未處理試樣的熱腐蝕行為,分析了LP處理提高Inconel X-750抗熱腐蝕性能的機理,得出結(jié)論為:1)LP試樣的腐蝕速度明顯低于未處理試樣的,且激光脈沖能量越大,試樣緩慢腐蝕階段的時間越長﹐腐蝕速率越低;2)未處理試樣在熱腐蝕60 h后出現(xiàn)了兩層腐蝕層,外部腐蝕層嚴重腐蝕并出現(xiàn)斷裂和剝落現(xiàn)象,而腐蝕60 h后的LP強化試樣只出現(xiàn)了內(nèi)部氧化層,說明LP試樣在腐蝕過程中沒有因為NaCl的浸蝕而發(fā)生表層氧化膜破裂和剝落現(xiàn)象﹐腐蝕速度較慢;3)LP誘導的殘余壓應(yīng)力層能夠有效阻止OS的浸透,降低了Inconel X-750鎳基合金的腐蝕速度﹐提高了鎳基合金材料的抗熱腐蝕性能。