1Cr13不銹鋼滲鋁工藝及其在熔鹽中的腐蝕行為研究.pdf

1、太陽(yáng)能作為一種綠色清潔的可再生能源，能夠滿足人類可持續(xù)發(fā)展的需要。但是太陽(yáng)能的間歇性決定了必須有合適的傳蓄熱介質(zhì)以保證在太陽(yáng)輻照強(qiáng)度不足時(shí)仍然能使太陽(yáng)能發(fā)電持續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行。熔融鹽因具有良好的導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性和高溫穩(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)成為未來(lái)太陽(yáng)能熱發(fā)電工程中理想的傳蓄熱介質(zhì)，其中由Na2CO3，K2CO3和Li2CO3組成的三元混合碳酸鹽在繼承了傳統(tǒng)二元碳酸鹽熱穩(wěn)定性好，不易產(chǎn)生污染等優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，克服了傳統(tǒng)碳酸鹽熔點(diǎn)高，粘度大等弊端，有望在未來(lái)

2、得到推廣應(yīng)用。但由于熔鹽通常在高溫下使用，由金屬構(gòu)成的熔鹽罐等設(shè)備面臨被腐蝕的嚴(yán)重問(wèn)題，因此必須對(duì)金屬材料在熔鹽中的腐蝕行為以及金屬材料表面耐熱蝕涂層的制備進(jìn)行研究。
　　本研究以此為出發(fā)點(diǎn)，選用成本相對(duì)不是很高且在高溫下具有一定抗氧化性能的1Cr13不銹鋼作為基體，通過(guò)熱浸滲鋁工藝在不銹鋼表面制備Fe-Al合金滲層。滲鋁包括熱浸鍍鋁和熱擴(kuò)散兩個(gè)過(guò)程。首先通過(guò)熱浸鍍?cè)?Cr13不銹鋼表面形成一層鋁層，研究不同的助鍍劑和浸鍍溫度對(duì)鍍

3、層完整性，鍍層平均厚度，鍍層均勻性的影響規(guī)律。結(jié)果表明，當(dāng)助鍍劑為4％KF+2%NaF混合溶液，熱浸鍍溫度為750℃時(shí)得到的鍍層綜合性能最佳。隨后在不同溫度，不同時(shí)間的工藝條件下進(jìn)行熱擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)，通過(guò)掃描電鏡和能譜儀對(duì)滲層的形貌和成分分析，結(jié)果表明當(dāng)擴(kuò)散溫度為800℃，擴(kuò)散時(shí)間為6h，既能保證滲層具有一定的厚度，滲層當(dāng)中也不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)氧化等缺陷，是相對(duì)較好的擴(kuò)散工藝參數(shù)。
　　隨后分別對(duì)未滲鋁和滲鋁的1Cr13不銹鋼在三種不同的(Na

4、-K-Li)2CO3熔鹽中的腐蝕行為進(jìn)行研究，采用掃描電鏡和能譜儀分別對(duì)腐蝕區(qū)的形貌和成分進(jìn)行測(cè)定和分析，用X射線衍射儀對(duì)表面腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行物相分析，并測(cè)定了腐蝕動(dòng)力學(xué)曲線。研究發(fā)現(xiàn)在成分為60%Na2CO3-30%K2CO3-10%Li2CO3和20%Na2CO3-50%K2CO3-30%Li2CO3兩種熔鹽當(dāng)中1Cr13不銹鋼表面腐蝕破壞較嚴(yán)重，腐蝕增重明顯，氧化膜最外層呈疏松結(jié)構(gòu)。而在成分為30%Na2CO3-30%K2CO3-40