金属学报

作者：李雪, 喻政, 解志文, 王金龙, 陈明辉, 王福会

单位：1.东北大学 材料科学与工程学院 沈阳 110819；2.辽宁科技大学 机械工程与自动化学院 鞍山 114051

关键词：316L奥氏体钢,T92铁素体钢,搪瓷涂层,CO₂腐蚀,

基金：教育部中央高校基本科研业务费项目(N2302018);宁波余姚市科技创新项目(2023J03010010)

超临界二氧化碳(S-CO2)布雷顿(Brayton)循环系统具有较高的能量转换效率且对环境友好，因此在核能发电等领域有广阔的应用前景。电站中的热端部件材料因长期在高温CO2环境中服役而面临严重的腐蚀问题。铁素体钢和奥氏体钢在该环境中的腐蚀机制有所不同，不能仅依靠Cr含量预测合金的腐蚀寿命。因此，本工作研究了铁素体钢T92及奥氏体钢316L在600 ℃、CO2气氛中的腐蚀行为。结果表明，2种钢均发生了严重的氧化和渗C，在其表面均形成了外侧富Fe且内侧富Cr的双层氧化膜，并在钢的内部检测到明显的碳化物。316L奥氏体钢具有明显比T92铁素体钢更低的氧化速率，腐蚀500 h后的增重分别为1.38和10.51 mg/cm2。2者发生渗C的深度差别不大，分别约为241和329 μm。为了阻止CO2对2种钢的腐蚀，开发了一种新型的耐腐蚀硼硅酸盐搪瓷涂层。采用喷涂-烧结法制备的搪瓷涂层在600 ℃、CO2气氛中具有较高的热稳定性，且与基体界面结合良好，有效阻隔了CO2的入侵，阻止了渗C反应的发生，并使钢的腐蚀增重降低了至少2个数量级。

来源：2025年第8期

《金属学报》期刊编辑部

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