Inconel 617 鎳基高溫合金在模擬煤灰/煙氣中的抗腐蝕性研究

供稿|孫偉博 / SUN weibo

內容導讀

研究了Inconel 617 鎳基高溫合金材料在模擬燃煤環境中的高溫腐蝕行為，以尋求該合金是否可以作為700 ℃超超臨界機組鍋爐關鍵技術的備選材料。材料分別在750 和780 ℃下進行500 h 的高溫腐蝕實驗。然后利用掃描電鏡（SEM）、能譜儀（EDS）等手段對試樣的表面/截面形貌、腐蝕產物、腐蝕厚度及化學元素進行分析。結果表明：在不同溫度下，Inconel 617 合金在腐蝕試驗進行500 h 后，表面都生成了起保護作用的Cr2O3氧化層，使得該合金具有一定的耐高溫腐蝕性能。

火力發電機組的效率主要取決于機組的參數，即蒸汽的壓力和溫度，參數越高，機組效率越高[1]。現階段全世界已經有部分投產的超超臨界汽輪機組，蒸汽參數接近27 MPa/593 ℃，機組熱效率達到45%以上[2]。如將蒸汽參數提高到35 MPa/700 ℃，發電效率可超過50%，這對材料的性能要求也就更高[3]，這些材料在高參數下應具有足夠的高溫強度、高溫耐蝕性、長期組織穩定性以及良好的工藝性能，至少應該在750 ℃具有較好的組織穩定性和耐蝕性、105h 的持久強度不低于100 MPa、煙氣側運行2×105h 后金屬的損失小于2 mm[1]。目前在世界范圍內存在眾多超超臨界機組用備選材料，其中Inconel 617 便是比較有優勢的材料之一[4]。

Inconel 617 合金是原國際鎳合金公司（IN-CO Alloys International）在1975 年開發出來的、固溶強化的Ni-Cr-Co-Mo 型高溫合金[5]，主要用于航空工業的管道、燃燒器、航空器和陸用燃氣渦輪的轉換襯墊等。由于具有較好的高溫性能和高溫抗腐蝕性能，這種合金也引起了燃煤發電行業的興趣[5]。它是在Ni-Cr-Fe 系高溫Inconel600 合金基礎上加入Al、Ti 形成的合金系列[6]。……