超超臨界火電用新型奧氏體耐熱鋼高溫氧化性能研究.pdf

1、我國目前最主要的發(fā)電方式是火力發(fā)電，而大容量、高參數(shù)的超（超）臨界火電機組是當前火力發(fā)電的重要發(fā)展方向，相應的對機組設(shè)備關(guān)鍵材料的性能要求也越來越高，因此開發(fā)新型高溫耐熱材料就顯得很有必要。本文以Fe—18Cr—9.5Ni為基礎(chǔ)，加入少量的Al并添加不同含量的Nb、N合金元素設(shè)計了五組奧氏體耐熱合金鋼。通過熱力學計算分析了復合氧化膜的形成條件，采用不連續(xù)氧化增重法、X射線衍射（XRD）、掃描電鏡（SEM）、能譜儀（EDS）等方法系統(tǒng)地研

2、究五組奧氏體耐熱合金的高溫氧化行為。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴五組耐熱合金在700℃、800℃和900℃三種溫度下氧化100h后均未出現(xiàn)氧化膜剝落現(xiàn)象，說明氧化膜在高溫時沒有失效。氧化增重擬合曲線均符合拋物線規(guī)律△m=atb，擬合效果比較顯著。五組合金的平均氧化速率 K+＜0.1g/m2.h，均屬于完全抗氧化性級別。在700℃和800℃時，五組合金氧化100h后的平均氧化速率較為接近，而在900℃時合金的平均氧化速率差異明顯，5

3、＃（0.44Nb0.119N）合金的平均氧化速率為0.032 g/m2. h，明顯低于其他四組合金。五組耐熱合金中5#合金的氧化激活能最高，表面氧化反應速率最慢，抗氧化性能最好。⑵1#(0.32Nb0.096N)、3#(0.61Nb0.098N)、4#(0.47Nb0.057N)和5#（0.44Nb0.119N）合金900℃時均形成了較為致密的Al2O3氧化膜，合金表面生成的氧化膜主要為 Al2O3、Mn3O4和(Fe0.6Cr0.4)

4、2O3的混合氧化物。1#（0.32Nb0.096N）合金在氧化過程中還形成了少量的MnO2氧化物，降低了Al2O3氧化膜的連續(xù)性。2#（0.51Nb0.190N）合金由于本身不含Al，因此在900℃時并沒有形成致密的含Al2O3的內(nèi)層氧化膜，生成的復合氧化膜主要為(Fe0.6Cr0.4)2O3和尖晶石氧化物 FeCr2O4。5#（0.44Nb0.119N）合金氧化結(jié)束后的氧化膜表面形貌較其他四組合金更為平整、均勻，表面顆粒狀氧化物尺寸也