Cr-Co基高温合金在模拟煤燃烧环境中的高温腐蚀.doc

Cr-Co基高温合金在模拟煤燃烧环境中的高温腐蚀 第14卷第3期 VoI_14NO.3 中国有色金属 TheChineseJournalofNonferrousMetals 2004年3月 Mar.2004 文章编号:1004—0609(2004)03—0340—06 新型Ni.Cr.C0基高温合金在模拟煤燃烧环境中的高温腐蚀① 赵双群一,谢锡善,G.D.Smith. (1.北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;2.宁夏大学物理系,银川750021; 3.SpecialMetalsCorporation,Huntington,WV25705,USA) 摘要:利用XRD,SEM和EDS等实验技术研究了一种新的超级超临界锅炉过热器管材Ni—cr_co基高温合金 在模拟煤燃烧环境中的高温腐蚀行为.合金在700℃遭受的腐蚀过程分为2个阶段.在初始阶段,合金发生了氧 化和硫化腐蚀,表面形成了保护性的Cr0.膜,同时出现了内硫化现象.在加速腐蚀阶段,因CoS(L熔盐在合金 表面的稳定存在使合金遭受严重的低温热腐蚀.当处于较高的SO.分压时,钴或氧化钴在合金表面熔盐中的溶解 是造成合金抗腐蚀性能退化的原因 关键词:Ni—Cr-Co基高温合金;合成煤灰/烟气;低温热腐蚀;腐蚀机理 中图分类号:TG172文献标识码:A HightemperaturecorrosionofnewNi--Cr-Cobase superalloyincoal-?firedenvironments ZHAOShuang—qun一,XIEXi—shan,G.D.Smith. (1.SchoolofMaterialsScienceandEngineering, UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083,China; 2.DepartmentofPhysics,NingxiaUniversity,Yinchuan750021,China; 3.SpecialMetalsCorporation,Huntington,WV25705,USA) Abstract:HightemperaturecorrosionbehaviorofanewNi—Cr-Cobasesuperalloy,whichisexpectedtoserveas thematerialforthesuperheater/reheatertubeintheultra—supercriticalboilers,wasinvestigatedinalaboratory-sim— ulatedcoal—firedconditionbymeansofXRD,SEMandEDS.Thecorrosioncanbegenerallydividedintotwostages. Thefirstoneisaninitialstage,duringwhichacombinationofoxidationandsulfidationoccurratthemeantime,and theprotectiveCr2O3scaleformsonthesurfaceandtheinternalsulfideappears.Thesecondisanacceleratedstage, duringwhichseverelowtemperaturehotcorrosionhappensduetothepresenceofthemoltenCoS()4.Therapid degradationofcorrosionresistanceofalloyisattributedtothedissolutionofbothcobaltandcobaltoxideonthesur— faceathighSO3levels. Keywords:Ni—Cr-Cobasesuperalloy;syntheticcoalash/fluegas;lowtemperaturehotcorrosion;corrosion mechaism 提高燃煤电厂锅炉的蒸汽温度和压力从而提高 电厂的发电效率,是当前为节约能源所采取的重要 措施之一.当今世界上燃煤电厂超级超临界锅炉 (Ultra—supercritical—boiler)的蒸汽参数最高已达31 MPa(600℃)左右,发电效率达到45.美国和欧 盟计划在2015年建立蒸汽参数为37.5MPa(700 ℃)的新一代超级超临界锅炉蒸汽机组,预计其发 电效率将超过50,要求过热器和再热器管在700 ①收稿日期:2003—06—02;修订日期:2003—11—07 作者简介:赵双群(1969一),男,博士研究生. 通讯作者:赵双群,电话:010—6