中国腐蚀科学与防护学报

《中国腐蚀科学与防护学报》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、KCl-ZnCl2沉积盐导致Fe-Al合金发生加速腐蚀摘要：研究了Fe-Al合金在500oC空气中于ZnCl2-KCl盐膜下的腐蚀行为。与空气中氧化相比，盐膜下合金发生了加速腐蚀，表面生成了疏松多孔的腐蚀产物，并且基体产生内腐蚀，尤其Fe-25Al合金表面氧化铝膜发生退化。合金加速腐蚀是由于腐蚀过程中氯化物沉积盐与合金表面的氧化膜反应产生氯所致。腐蚀随合金中Al含量的增加而降低。基于热力学相图预测了合金在盐膜下可能发生的反应并解释了合金发生加速腐蚀的机制。关键词：Fe-Al，退化,内氧化，加速腐蚀ACCELERATEDCORROSIONOFFe-AlAllOYSIN

2、DUCEDBYKCl-ZnCl2DEPOSITSABSTRACT-ThecorrosionbehaviorofFe-AlalloysbelowKCl-ZnCl2depositsinairwasinvestigatedat500oC.Comparedtotheiroxidationinair,alltheexaminedalloysbelowchloridedepositsexperiencedacceleratedcorrosioncharacterizedbyformationofporouscorrosionproductsplusinternalattacko

3、fmatrix,particularlythedegradationofaluminaonFe-25Alalloy.Theenhancedcorrosiontookplaceduetotheformationofchlorinefromthereactionofchloridesinthedepositwiththeoxidescaleofalloy.ThecorrosionratedecreasedwithincreasingAlcontent.Thepossiblereactionsbetweenalloycomponentandchloridecompound

4、swerepredictedonbasisofphase-stabilitydiagramsandthemechanismonacceleratedcorrosionwasalsointerpreted.Keywords:Fe-Al,Degradation,Internaloxidation,Acceleratedcorrosion在垃圾焚烧过程中，焚烧系统中的过热器、水冷壁以及换热器等热力构件表面往往沉积富含重金属(Pb、Zn、Sn等)和碱金属(Na、K、Ca等)的硫酸盐和氯化物的灰分，它们通常以融熔态存在，加速材料腐蚀使得材料在还远未达到其设计的服役寿命便提前失

5、效了[1,2]。其中ZnCl2和KCl是垃圾焚烧炉沉积物中氯盐的重要组分，因此研究材料在该典型氯化物下的腐蚀行为，将有助于进一步澄清热力构件在实际工况环境下的退化机制。研究表明以形成氧化铬为保护膜的金属材料易遭受氯化盐的热腐蚀[3-5]，而氧化铝相对氧化铬在氯化物盐中有更好的热力学稳定性，更能抗氯化盐热腐蚀[6,7]，目前很多研究者在金属材料中添加铝，以期改善材料在氯化环境中的抗腐蚀能力[8]。针对这样的研究背景，同时也是为更好地了解表面以形成氧化铝为保护的金属材料在氯化物盐下的腐蚀行为，本文研究了Fe-Al合金在KCl-ZnCl2沉积盐下的腐蚀行为，探索盐膜下Fe

6、-Al合金的退化机制以及合金中铝在抗氯化腐蚀中所起的作用。1.实验方法本实验选用的材料为非自耗电弧炉冶炼的合金，实际成分如下（原子比）：Fe-10Al(Fe-10.31Al)和Fe-25Al(Fe-25.46Al)。线切割成10mm×15mm×1.5mm的片状试样，经1000号砂纸予磨、丙酮清洗并干燥后备用，然后用电子天平秤重(精度0.01mg)。在预热后的样品表面均匀涂覆上ZnCl2-KCl混合盐(摩尔比为40:60)，涂盐量均控制在2.5mg/cm2。然后用铂丝将试样悬挂在预先灼烧至恒重的石英坩埚内，置于水平炉中在静滞空气中进行实验，间隔一定时间将石英坩埚取出，

7、冷却到室温连同坩埚一起称重。另外为了便于和无盐膜实验比较，同时还做了合金在空气中的氧化实验。实验后将典型试样用环氧树脂镶嵌，用煤油加磨料抛光，通过SEM/EDX和XRD对样品腐蚀产物进行物相分析。62.实验结果2.1腐蚀动力学10mmFe2O3(Fe,Al)OxIOZ图1Fe-Al合金在ZnCl2-KCl盐膜下和无盐膜时于500oC空气中的氧化动力学曲线。Fig.1KineticcurvesfortheoxidationoftwoFe-xAlalloys(x=10,25at.%)exposedinairfor24hat500oCwith(openmarks)an