T91钢和TP304钢对含氯盐水蒸气的抗氧化性能
Oxidation Resistance of T91 Steel and TP304 Steel to Water Steam with Chloride
摘 要
为比较T91钢与TP304钢在垃圾焚烧环境中的抗氧化性能，用含有微量KCl的水蒸气气氛模拟垃圾焚烧烟气，在530，600，670℃下对材料进行了氧化试验。结果表明：在含有微量KCl的高温水蒸气条件下，经过24 h后T91钢的氧化质量增加是TP304钢的5倍，表明TP304钢对于高温含Cl-水蒸气的抗氧化能力优于T91钢的；在三种温度下氧化后，T91钢和TP304钢表面生成的片状氧化物成分与金属基体的Cr含量有关，Cr含量较低的T91钢表面生成了Fe2O3，Cr含量较高的TP304表面则生成了富含Cr的（Fe，Cr）2O3，（Fe，Cr）2O3氧化层的生成是TP304钢具有更高抗氧化性的原因。
T91钢
TP304钢
KCl
oxidation
T91 steel
TP304 steel
KCl
Abstract
To compare the oxidation resistance of T91 steel and TP304 steel in the environment of waste incineration, oxidation experiments were carried out at temperatures of 530, 600, 670℃ in a gas environment of waste incineration simulated by water vapor with a trace of KCl. The results show that the oxidation mass gain of T91 steel was 5 times as much as that of TP304 steel after oxidation for 24 h in high temperature water vapor with a trace of KCl, which indicated that TP304 steel performed higher high-temperature oxidation resistance to water vapor with Cl- than T91 steel. The composition of the flaky oxides formed on the surface of these two steels after oxidation was related to the content of Cr in the steels. Fe2O3 was formed on the surface of T91 steel while (Fe,Cr)2O3 at three temperatures was generated on the surface of Cr-richer TP304 steel. The formation of (Fe,Cr)2O3 oxide scale could be responsible for the higher oxidation resistance of TP304 steel compared to T91 steel in the environment of water vapor with chloride.
中图分类号 TG172 DOI 10.11973/fsyfh-201712002
所属栏目 试验研究
基金项目 国家自然科学基金（51071113）
收稿日期 2016/3/15
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引用该论文: DU Zhongfeng,WANG Zhiwu,NI Jinfei. Oxidation Resistance of T91 Steel and TP304 Steel to Water Steam with Chloride[J]. Corrosion & Protection, 2017, 38(12): 909
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参考文献
【1】李远士,牛焱. 金属材料在垃圾焚烧环境中的高温腐蚀[J]. 腐蚀科学与防护技术,2000,12(4):224-227.
【2】蒋旭光,王忠民. 垃圾焚烧烟气高温腐蚀机理的研究[J]. 电站系统工程,2002,18(2):53-55.
【3】李远士. 几种金属材料的高温氧化,氯化腐蚀[D]. 大连:大连理工大学,2001.
【4】梁成浩. 奥氏体不锈钢的晶间腐蚀[J]. 辽宁化工,1986(2):41-49.
【5】曲秀华. 304不锈钢在含氯离子循环冷却水中腐蚀敏感性的影响[D]. 北京:北京化工大学,2008.
【6】黄毓晖. 304不锈钢氯离子腐蚀的力-化学行为研究[D]. 上海:华东理工大学,2011.
【7】SAHRI M I,OTHMAN N K,SAMSU Z,et al. The Influence of molten salt deposit in water vapor environment on corrosion behaviour of stainless steel at high temperature[J]. Australian Journal of Basic & Applied Sciences,2014,8(15):307-312.
【8】马晓茜. 硫和氯及其化合物对垃圾焚烧炉的高温腐蚀与对策[J]. 电站系统工程,1997,13(5):38-42.
【9】潘葱英,蒋旭光,尚娜,等. 垃圾焚烧烟气中HCl的高温腐蚀研究进展[J]. 锅炉技术,2003,34(5):72-75.
【10】王志武,谢兴. T91钢高温水蒸气氧化行为[J]. 武汉大学学报(工学版),2013(2):266-268.
【11】石振斌,王志武,翟雪怡,等. T91钢的高温氧化行为研究[J]. 科技传播,2011(13):43,49.
【12】金耀华,刘江南,王正品,等. T91钢高温水蒸气氧化动力学研究[J]. 铸造技术,2007,28(2):207-210.
【13】金耀华,王正品,要玉宏,等. T91钢高温水蒸汽氧化层显微组织分析[J]. 西安工业大学学报,2008,28(5):435-440.
【14】洪景娥. 不同表面处理的TP304钢在高温水蒸气中的氧化行为研究[J]. 华北电力技术,2005(1):1-3.
【15】李辛庚,傅敏,何家文. 喷丸对TP304H钢高温水蒸气氧化行为的作用[J]. 材料科学与工艺,2004,12(3):253-257.
【16】梁戈,李辛庚. 电沉积CeO2薄膜对TP304H钢高温水蒸气氧化机制的影响[J]. 材料热处理学报,2006,27(4):114-118.
【17】王正品,冯红飞,唐丽英,等. TP304H和TP347H高温水蒸气的氧化动力学行为[J]. 西安工业大学学报,2010,30(6):557-559.
【18】SHU Y,WANG F,WU W. Synergistic effect of NaCl and water vapor on the corrosion of 1Cr-11Ni-2W-2Mo-V steel at 500-700℃[J]. Oxidation of Metals,1999,51(1/2):97-110.
【19】YUAN K,PENG R L,LI X H,et al. Hot corrosion of MCrAlY coatings in sulphate and SO2 environment at 900℃:is SO2 necessarily bad[J]. Surface and Coatings Technology,2015,261:41-53.
【20】马海涛. 高温氯盐环境中金属材料的腐蚀[D]. 大连:大连理工大学,2003.
【21】张都清. 电站9Cr-1Mo-V-Nb钢高温氧化机制及防护技术研究[D]. 济南:山东大学,2009.
【22】李远士,王富岗,牛焱,等. P91铁素体耐热钢在KCl,ZnCl2和KCl-ZnCl2盐膜下的腐蚀[J]. 材料研究学报,2009,15(3):353-357.
【23】ENNIS P J,QUADAKKERS W J. Mechanisms of steam oxidation in high strength martensitic steels[J]. International Journal of Pressure Vessels & Piping,2007,84(1):75-81.
【24】ARDIGO M R,POPA I,CHEVALIER S,et al. Effect of water vapor on the oxidation mechanisms of a commercial stainless steel for interconnect application in high temperature water vapor electrolysis[J]. Oxidation of Metals,2012,79(5/6):495-505.
【2】蒋旭光,王忠民. 垃圾焚烧烟气高温腐蚀机理的研究[J]. 电站系统工程,2002,18(2):53-55.
【3】李远士. 几种金属材料的高温氧化,氯化腐蚀[D]. 大连:大连理工大学,2001.
【4】梁成浩. 奥氏体不锈钢的晶间腐蚀[J]. 辽宁化工,1986(2):41-49.
【5】曲秀华. 304不锈钢在含氯离子循环冷却水中腐蚀敏感性的影响[D]. 北京:北京化工大学,2008.
【6】黄毓晖. 304不锈钢氯离子腐蚀的力-化学行为研究[D]. 上海:华东理工大学,2011.
【7】SAHRI M I,OTHMAN N K,SAMSU Z,et al. The Influence of molten salt deposit in water vapor environment on corrosion behaviour of stainless steel at high temperature[J]. Australian Journal of Basic & Applied Sciences,2014,8(15):307-312.
【8】马晓茜. 硫和氯及其化合物对垃圾焚烧炉的高温腐蚀与对策[J]. 电站系统工程,1997,13(5):38-42.
【9】潘葱英,蒋旭光,尚娜,等. 垃圾焚烧烟气中HCl的高温腐蚀研究进展[J]. 锅炉技术,2003,34(5):72-75.
【10】王志武,谢兴. T91钢高温水蒸气氧化行为[J]. 武汉大学学报(工学版),2013(2):266-268.
【11】石振斌,王志武,翟雪怡,等. T91钢的高温氧化行为研究[J]. 科技传播,2011(13):43,49.
【12】金耀华,刘江南,王正品,等. T91钢高温水蒸气氧化动力学研究[J]. 铸造技术,2007,28(2):207-210.
【13】金耀华,王正品,要玉宏,等. T91钢高温水蒸汽氧化层显微组织分析[J]. 西安工业大学学报,2008,28(5):435-440.
【14】洪景娥. 不同表面处理的TP304钢在高温水蒸气中的氧化行为研究[J]. 华北电力技术,2005(1):1-3.
【15】李辛庚,傅敏,何家文. 喷丸对TP304H钢高温水蒸气氧化行为的作用[J]. 材料科学与工艺,2004,12(3):253-257.
【16】梁戈,李辛庚. 电沉积CeO2薄膜对TP304H钢高温水蒸气氧化机制的影响[J]. 材料热处理学报,2006,27(4):114-118.
【17】王正品,冯红飞,唐丽英,等. TP304H和TP347H高温水蒸气的氧化动力学行为[J]. 西安工业大学学报,2010,30(6):557-559.
【18】SHU Y,WANG F,WU W. Synergistic effect of NaCl and water vapor on the corrosion of 1Cr-11Ni-2W-2Mo-V steel at 500-700℃[J]. Oxidation of Metals,1999,51(1/2):97-110.
【19】YUAN K,PENG R L,LI X H,et al. Hot corrosion of MCrAlY coatings in sulphate and SO2 environment at 900℃:is SO2 necessarily bad[J]. Surface and Coatings Technology,2015,261:41-53.
【20】马海涛. 高温氯盐环境中金属材料的腐蚀[D]. 大连:大连理工大学,2003.
【21】张都清. 电站9Cr-1Mo-V-Nb钢高温氧化机制及防护技术研究[D]. 济南:山东大学,2009.
【22】李远士,王富岗,牛焱,等. P91铁素体耐热钢在KCl,ZnCl2和KCl-ZnCl2盐膜下的腐蚀[J]. 材料研究学报,2009,15(3):353-357.
【23】ENNIS P J,QUADAKKERS W J. Mechanisms of steam oxidation in high strength martensitic steels[J]. International Journal of Pressure Vessels & Piping,2007,84(1):75-81.
【24】ARDIGO M R,POPA I,CHEVALIER S,et al. Effect of water vapor on the oxidation mechanisms of a commercial stainless steel for interconnect application in high temperature water vapor electrolysis[J]. Oxidation of Metals,2012,79(5/6):495-505.
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