含鈦鎳基合金在850℃和950℃的熱腐蝕行為

鎳基合金具有良好的組織穩定性，耐氧化和耐腐蝕性能，可用于制備艦船及艦載飛機的燃氣輪機熱端部件，燃氣輪機工作的溫度高達600～1200℃。在海洋環境中飛濺的海水和空氣中存在大量的鹽分，其中NaCl含量較高，鎳基合金在使用過程中，NaCl與燃油或空氣中的硫、碳、鉀和鈉等雜質相遇，熱端部件表面會沉積Na2SO4等沉積物，這些沉積物在發動機工作期間往往呈熔融狀態，故發動機熱端部件在服役期間可遭受高溫氧化和熱腐蝕破壞。

即使熱端部件表面溫度低于硫酸鹽熔點，鎳基合金仍可發生熱腐蝕行為。在實際使用過程中，雖然可在鎳基合金表面施加高溫防護涂層，但鎳基合金的耐腐蝕性能仍是其重要的考指標之一。

因此，有必要考察鎳基合金的熱腐蝕性能。鎳基合金的熱腐蝕性能與合金成分、腐蝕溫度、腐蝕時間和腐蝕方式等因素有關，尤其合金成分是影響鎳基合金熱腐蝕機制及腐蝕特征的重要因素。

研究人員設計了一種鎳基合金并考察其抗硫酸鹽熱腐蝕能力，并分析溫度對熱腐蝕機理的影響，為鎳基合金開發提供理論依據。

將成分（質量分數，%）為：Cr8.75，Co9.75，Mo1.8，W10.25，Ti2.15，Al5.13，其余為Ni的鎳基合金利用線切割技術，切割成10mm×10mm×3mm的片狀樣品，并將切割的所有樣品經1000號水磨砂紙機械研磨，然后用丙酮經超聲波清洗，并干燥備用。

用自制噴淋設備在預熱的樣品表面噴涂飽和75%Na2SO4+25%K2SO4混合硫酸鹽水溶液，加熱至200℃左右，在樣品表面形成3～4mg/cm2的混合鹽膜。將涂覆鹽膜的樣品置于預燒至恒重的瓷舟中，分別在850℃和950℃進行熱腐蝕試驗，腐蝕期間不更換新鹽。熱腐蝕試驗在自制的高溫爐中進行（控溫精度為±1℃），腐蝕一段時間后，緩慢的將盛有樣品的瓷舟從加熱爐中取出，防止鹽膜腐蝕期間形成的腐蝕產物脫落外溢。

采用增重法進行熱腐蝕動力學曲線測定。之后，采用SEM對樣品進行橫斷面的微觀形貌觀察，并對不同形態析出相進行SEM/EDS微區成分分析，為防止腐蝕后試樣在截面磨制過程中表面腐蝕產物受損剝落，將試樣表面進行鍍鎳處理。

（1）在混合鹽膜熱腐蝕期間，合金發生了氧化、硫化現象，且在合金內部形成了內氧化物區域和內硫化物區域，腐蝕層的厚度隨溫度提高而增厚，內硫化層隨溫度提高而加深；

（2）合金表面腐蝕產物層可分為3層，外氧化層以Al2O3、Cr2O3和Cr2O4相為主，中間層為Al2O3相，內層為CrS和Ti2S硫化物層。