摘要：通过建立基于Larson-Miller参数法(LMP)的氧化膜生长预测模型和基于Armitt图的氧化膜剥落模型,研究了蒸汽氧化膜的生长和剥落特性,为材料的服役应用和寿命管理提供参考。结果表明:奥氏体钢中的Sanicro25、喷丸S30432、喷丸TP347H、HR3C和SP2215基于蒸汽氧化的使用温度上限为680℃,S30432、TP347H和TP347HFG基于蒸汽氧化的使用温度上限为650℃;铁素体钢中的T/P91和T/P92基于蒸汽氧化的使用温度上限为600℃,VM12和T122基于蒸汽氧化的使用温度上限为650℃。

摘要：研究了新型铁素体钢G115钢及对比材料T92钢在650℃/27 MPa的超临界蒸汽中的氧化行为。氧化2 000 h后,用扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)分析氧化膜表面及横截面形貌、微观结构和元素分布,用电子背散射衍射(EBSD)对氧化膜结构和物相进行表征。结果表明:G115钢的抗蒸汽氧化性能较T92钢优;2种铁素体钢氧化后生成的氧化膜结构类似,氧化膜可以分为3部分,氧化膜外层为粗大的柱状Fe_(3)O_(4),氧化膜内层为Fe-Cr尖晶石和少量的Fe_(3)O_(4),内氧化物区为FeO+Cr_(2)O_(3)混合物;氧化到2 000 h, 2种铁素体钢氧化膜外层中的孔洞增多,氧化膜中产生了贯穿性裂纹等缺陷,氧化膜的剥落倾向增大。

摘要：长期以来,火电机组蒸汽侧的氧化皮问题是导致锅炉堵管、爆管等事故的主要安全隐患,尤其是随着先进超超临界火电技术的发展,更高蒸汽参数下火电机组面临的氧化皮问题将更加严峻。高温涂层技术为解决这一问题开辟了新的方法和思路,不仅能够满足苛刻服役环境下耐热钢对抗高温蒸汽氧化性能的需求,还可释放耐热钢因抗氧化不足而降档使用的温限,在能源系统领域中具有巨大的应用潜能。简述了欧盟、美国及国内的多个超(超)临界火电机组通流部件抗蒸汽氧化涂层技术的研发计划,重点综述了当前抗蒸汽氧化涂层设计策略及使役性能研究进展,提出了制约铝化物涂层在火电机组规模化应用的基础研究和工程应用问题,展望了高温铝化物涂层技术服役于超超临界电站锅炉复杂材质耐热钢管的应用前景。

摘要：Incoloy 800H合金被用于我国首台高温气冷堆核电机组传热管高温段,其最高设计温度达到675℃,对其在设计温度下的蒸汽氧化性能进行研究,采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线能谱(EDS)等表征了Incoloy 800H合金的氧化层结构。试验结果表明:800H合金在675℃蒸汽中的氧化动力学曲线接近立方规律,氧化增重的立方与时间接近正比关系。氧化层呈双层结构,外层主要为Fe3O4和Fe2O3及少量Ni,内层为中间分布着少量金属Ni、Al2O3和TiO_(2)颗粒的Cr2O3纳米晶,在邻近氧化层的基体金属中,分布着Cr2O3、Al2O3和TiO_(2)内氧化颗粒。

摘要：在625~700℃和不同应力下对G115钢进行高温持久试验,研究其高温持久性能,并采用Larson-Miller(L-M)参数法外推获得该钢的1×10^(5) h长时持久强度,另在650℃/27 MPa蒸汽参数下对G115钢进行2000 h的氧化试验,研究氧化膜的表面及横截面形貌、物相组成及微区成分,并与T92钢进行了对比。结果表明:在富铜相的强化作用下,G115钢在650℃下的长时持久强度为82 MPa,明显高于T92钢的53 MPa;G115钢的抗蒸汽氧化性能优于T92钢,G115钢表面氧化膜的厚度约为102μm,小于T92钢表面氧化膜的厚度(约110μm);二者的氧化膜结构类似,外氧化层为粗大的柱状Fe_(3)O_(4),内氧化层为Fe-Cr尖晶石和少量的Fe_(3)O_(4),且外氧化层含有较多孔洞,剥落倾向较大。

摘要：核反应堆包壳管在失水事故中会因剧烈的高温蒸汽氧化而破裂,从而引起核燃料泄露的严重后果。为此,本工作研究了核包壳Zr-Sn-Nb合金1000~1250℃蒸汽氧化行为。采用增重法计算了蒸汽氧化试样单位面积的质量变化,通过扫描电子显微镜观察了蒸汽氧化试样截面形貌并测量了氧稳定α相层(α-Zr(O))和氧化锆层(ZrO_(2))厚度,得到Zr-Sn-Nb合金氧化增重和α-Zr(O)、ZrO_(2)层生长动力学曲线。结果表明:1000℃蒸汽氧化时,α-Zr(O)层生长动力学曲线始终服从抛物线规律;氧化1500 s后,合金氧化增重和ZrO_(2)层生长动力学曲线由抛物线转变为直线规律,ZrO_(2)层内产生大量裂纹。1100~1250℃蒸汽氧化时,合金氧化增重和α-Zr(O)、ZrO_(2)层生长动力学曲线均服从抛物线规律,ZrO_(2)层结构始终保持完整。Zr-Sn-Nb合金的抗氧化性能优于Zr-4合金,其ZrO_(2)层和α-Zr(O)层生长速度慢于Zr-4合金。

摘要：对T91+Al基涂层和T91+Ni-Cr基涂层在600℃/27 MPa蒸汽参数下的氧化性能进行了研究,氧化1 300 h后,利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了氧化膜表面及横截面形貌、微观组织结构和元素分布。结果表明:Al基涂层和Ni-Cr基涂层的抗蒸汽氧化性能显著优于T91钢试样,且Al基涂层的抗蒸汽氧化性能优于Ni-Cr基涂层;蒸汽氧化过程中Al基涂层表面形成了以Al的氧化物(Al氧化物为主,一定量的Si氧化物和Cr氧化物)为主的连续致密氧化膜;蒸汽氧化过程中Ni-Cr基涂层表面形成了富Ni和Cr的氧化膜。

摘要：研究了喷丸与未喷丸处理的Super304H钢在650℃/27 MPa的超临界蒸汽中的氧化行为。氧化1000和2000 h后,用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)分析氧化膜表面及横截面形貌、微观结构和元素分布,用X射线衍射仪(XRD)对氧化膜物相进行表征。结果表明:喷丸处理试样的抗蒸汽氧化性能要远优于未喷丸的试样,喷丸处理可显著提高Super304H钢的抗蒸汽氧化性能并提高表面氧化膜的抗剥落性能。对Super304H钢施以喷丸处理,可使材料表面晶粒细化,引入的晶界、亚晶界和位错等缺陷,加速Cr原子在高温氧化过程中向表面扩散,促进材料表面致密富Cr氧化层(Cr2O3)的形成和生长。

摘要：研究了S30432、TP347H、TP310HCbN和T91钢4种锅炉管材料在650℃/26MPa超临界水蒸气中的氧化行为,氧化1 500h后,采用增重法测量试样单位表面上的质量变化,用扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)分析氧化膜表面及截面形貌、微观结构和元素分布,用X射线衍射仪(XRD)进行氧化膜物相表征.结果表明:4种材料氧化情况差异显著,其抗蒸汽氧化性能很大程度上取决于合金中Cr元素的含量;4种材料都形成了双层氧化膜结构,包括内层富Cr尖晶石型氧化物及外层铁氧化物(Fe3O4或Fe3O4+Fe2O3);氧化膜中形成的孔洞会成为阳离子由材料基体向氧化膜/蒸汽界面扩散,以及氧和水分子由氧化膜/蒸汽界面向金属基体扩散的快速通道,使氧化速率加快;S30432、TP347H及TP310HCbN氧化膜的剥落机制可用屈曲模型解释,T91钢氧化膜的剥落机制可用楔入模型解释.

摘要：研究了磨削、喷丸、细晶粒+酸洗、磨削+酸洗和15%变形+酸洗等5种状态TP347H钢试样在650℃水蒸气中氧化2 000h的表面形态和氧化速度.用蒸汽氧化炉进行蒸汽氧化试验,用扫描电子显微镜和能谱仪对氧化后试样表面氧化膜的形貌和成分进行了观察和分析,用X射线衍射(XRD)分析了表面氧化膜的结构,用减重法和厚度法测试和计算了5组TP347H试样在蒸汽中的氧化速度.结果表明:表面状态不同的试样在水蒸气中氧化时,形成的氧化膜形貌相似,但氧化速度不同.氧化速度由小到大依次为磨削试样、喷丸试样、细晶粒+酸洗试样、磨削+酸洗试样和15%变形+酸洗试样.