Inconel X-750合金抗热腐蚀性能

高温合金的热腐蚀防护主要从材料设计和使用维护两方面考虑。材料设计是指在考虑材料的加工性能,经济性以及燃气轮机不同热端部件所需的相关性能的前提下,选用抗热腐蚀性能好的材料。利用定向凝固合金.粉末冶金,细晶铸造﹑单晶合金等材料制造技术可制造高抗热腐蚀性能材料,但成本较高。在高温合金的使用维护方面,采用防护涂层技术可以有效隔绝燃气并防止热腐蚀现象的发生。MCrAIY包覆涂层和陶瓷热障涂层是防热腐蚀效果较好的防护涂层,但陶瓷热障涂层存在热应力剥落的问题,限制了其应用范围。

将Inconel X-750镍基合金板材利用线切割技术切割成20 mm×40 mm×4 mm的片状试样,试样的表面经过水砂纸打磨,采用颗粒直径为0.5 nm 的抛光剂进行抛光处理。Inconel X-750镍基合金的化学成分见表l。

衡量合金抗热腐蚀性能的高低,不仅要看其质量的变化,更重要的是试样腐蚀层深度。未处理试样及LP试样热腐蚀60 h后的腐蚀层深度由放大200倍的腐蚀层截面形貌SEM图测量得到,结果见表2

未处理试样热腐蚀60 h后腐蚀层的EDS能谱见表3

对比了Inconel X-750镍基合金在不同激光脉冲能量下LP试样与未处理试样的热腐蚀行为,分析了LP处理提高Inconel X-750抗热腐蚀性能的机理,得出结论为:1)LP试样的腐蚀速度明显低于未处理试样的,且激光脉冲能量越大,试样缓慢腐蚀阶段的时间越长﹐腐蚀速率越低;2)未处理试样在热腐蚀60 h后出现了两层腐蚀层,外部腐蚀层严重腐蚀并出现断裂和剥落现象,而腐蚀60 h后的LP强化试样只出现了内部氧化层,说明LP试样在腐蚀过程中没有因为NaCl的浸蚀而发生表层氧化膜破裂和剥落现象﹐腐蚀速度较慢;3)LP诱导的残余压应力层能够有效阻止OS的浸透,降低了Inconel X-750镍基合金的腐蚀速度﹐提高了镍基合金材料的抗热腐蚀性能。