金属学报

作者：周一鸣, 韩勇军, 谢光, 郑伟, 肖炎彬, 潘阳, 张健

单位：1 中国科学技术大学 材料科学与工程学院 沈阳 110016；2 中国科学院金属研究所 师昌绪先进材料创新中心 沈阳 110016；3 中国船舶集团有限公司第七〇五研究所 西安 710077

关键词：镍基高温合金,高温HCl腐蚀,氯化,氧化,氯化物,

基金：国家重点研发计划项目(2021YFA1600603);航空发动机及燃气轮机基础科学中心项目(P2022-C-IV-001-001);国家自然科学基金项目(52271042);国家自然科学基金项目(51911530154);国家自然科学基金项目(91860201);国家自然科学基金项目(U2141206);两机基础研究项目(J2019-VI-0010-0124)

针对极端环境中材料面临的高温、高浓度HCl的苛刻工况，采用XRD、SEM、EDS和EPMA等研究手段，研究了一种镍基高温合金在960 ℃、5%HCl + 0.5%O2 + Ar (体积分数)气氛条件下的热腐蚀行为，腐蚀时间长达200 h。通过对比不同时间的腐蚀动力学曲线、腐蚀产物种类及分布、截面腐蚀层结构及元素分布，在分析高温合金腐蚀规律的基础上，初步探讨了高温HCl腐蚀机理。结果表明，960 ℃高温下，合金动力学曲线可分为2段：0~75 h及75~200 h，随时间延长，2段曲线均呈先上升后下降的趋势，生成了大量含Mo、Ti、Cr的挥发性氯化物；腐蚀层中，外层富Cr和Ti的氧化物层保护性较差；没有形成连续的Al2O3层；富Ta尖晶石相层具有降低金属离子外扩散的作用；未在试片截面腐蚀层中观察到明显的氯化物富集。研究表明，960 ℃高温下，除了气氛中的HCl、O2以外，通过氯化-氧化过程，而非中温下的活化氧化过程，生成的Cl2同样参与了反应，并起到加速氧化的作用。

来源：2025年第5期

《金属学报》期刊编辑部

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